CN211234042U - 一种套管式换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种套管式换热器，包括外管、置于外管内与外管同轴心的内管、连接在外管两端的左端盖和右端盖，内管的两端分别贯穿左端盖和右端盖，左端盖处设有管程流体入口，右端盖处设有管程流体出口，外管两端分别设有与管程流体的流向相反的壳程流体入口和壳程流体出口，外管、内管及左端盖和右端盖之间形成环状空腔。内管的外表面设有螺旋形凹槽，使环状空腔内的流体在内管外表面呈螺旋流动，可促进近壁面流体与远壁面流体的交换，提高了环隙中流体的对流换热系数和蒸汽冷凝换热系数；内管的内表面设有对应的螺旋形凸起，使流体产生周期性的扰动，增强近壁流体与流体主体的混合，提高了内管内流体的对流换热系数和液体的沸腾换热系数。
Description
技术领域
本实用新型属于传热设备领域，具体涉及一种套管式换热器。
背景技术
较列管式换热器而言，套管式换热器结构简单，传热面积增减自如，同时其由标准构件组合而成，安装时无需另外加工，传热效能高，是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，套管式换热器在科研和实际生产领域有着广泛的应用。它是用两种不同管径的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动以达到换热的效果。
目前套管换热器中的内管一般采用光滑圆管，在使用时换热器中流体对流换热系数低，导致套管式换热器总的传热系数低，用于液体蒸发和蒸汽冷凝换热时换热效率更低。
实用新型内容
本实用新型设计了一种套管式换热器，在内管的外表面设有螺旋形凹槽，提高了环隙中流体的对流换热系数和蒸汽冷凝换热系数；在内管内表面设有与外表面螺旋形凹槽相对应的螺旋形凸起，提高了内管内流体的对流换热系数和液体的沸腾换热系数。
本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种套管式换热器，包括外管、置于外管内与所述外管同轴心的内管，连接在外管两端的左端盖和右端盖，所述内管的两端分别贯穿左端盖和右端盖，所述左端盖处设有管程流体入口，所述右端盖处设有管程流体出口，所述外管两端分别设有与管程流体的流向相反的壳程流体入口和壳程流体出口，其特征在于，所述外管、内管及左端盖和右端盖之间形成环状空腔，所述内管的外表面设有螺旋形凹槽，所述内管内表面设有与所述螺旋形凹槽相对应的螺旋形凸起。
作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋形凹槽的螺距为5～20mm。
作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋形凹槽的槽深为0.2～1.0mm。
作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋形凹槽的螺旋角为15°～75°。
作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋形凹槽的截面形状为半圆形。
作为上述技术方案的进一步改进，所述内管外表面螺旋槽由金属材料圆形基管通过机床扎制而成。
作为上述技术方案的进一步改进，所述外壳选自钢、铜、钛、陶瓷或玻璃中的一种材料制得。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种套管式换热器，所述内管的外表面设有螺旋形凹槽，使得管外流体在管表面呈螺旋流动，使环隙空腔内的流体速度的大小和方向发生了周期性的改变，增加了壳程流体的湍流程度，同时可有效促进近壁面流体与远壁面流体的交换，从而提高管外流体的换热；对应地，所述内管的内表面设有对应的螺旋形凸起，流体在管内顺壁面沿轴向运动时，螺旋形凸起使流体产生周期性的扰动，引起边界层中流体质点的骚动，因而可以加快由壁面至流体主体的热量传递。当管外为蒸汽冷凝时，螺旋形凹槽成为排泄冷凝液的通道，可有效使得凹槽两边的冷凝液膜减薄，从而大大减少热阻，提高冷凝传热系数。本实用新型结构简单易于拆洗和维修，可应用于多种工业换热设备，具有广泛的市场应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本实用新型套管式换热器的结构示意图；
图2是图1中内管的结构示意图；
附图标记：
100-外管；200-内管；300-左端盖；400-右端盖；500-管程流体入口；600-管程流体出口；700-壳程流体入口；800-壳程流体出口；
210-螺旋形凹槽；
p-螺旋形凹槽的螺距；e-槽深；α-螺旋角。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
如图1和图2所示，一种套管式换热器，包括外管100、置于外管100内并与外管100同轴心的内管200，连接在外管100两端的左端盖300和右端盖400，外管100两端分别设有与管程流体的流向相反的壳程流体入口700和壳程流体出口800，所述外管100、内管200及左端盖300和右端盖400之间形成环状空腔，所述内管200外表面设有螺旋形凹槽210，使得管外流体在管表面呈螺旋流动，使环状空腔内的流体速度的大小和方向发生了周期性的改变，增加了壳程流体的湍流程度，同时可有效促进近壁面流体与远壁面流体的交换，从而提高管外流体的换热，对应地，内管200的内表面设有对应的螺旋形凸起，流体在管内顺壁面沿轴向运动时，螺旋形凸起使流体产生周期性的扰动，引起边界层中流体质点的骚动，因而可以加快由壁面至流体主体的热量传递。
当管外为蒸汽冷凝时，螺旋形凹槽210成为排泄冷凝液的通道，可有效使得凹槽两边的冷凝液膜减薄，从而大大减少热阻，提高冷凝传热系数。
作为进一步优选的实施方式，螺旋形凹槽210的螺距p为5～20mm。
作为进一步优选的实施方式，螺旋形凹槽210的槽深e为0.2～1.0mm。
作为进一步优选的实施方式，螺旋形凹槽210的螺旋角α为15°～75°。
作为进一步优选的实施方式，螺旋形凹槽210的截面形状为半圆形。
作为进一步优选的实施方式，所述内管200外表面的螺旋形凹槽210由金属材料圆管通过机床扎制而成。
作为进一步优选的实施方式，外管100选自钢、铜、钛、陶瓷或玻璃中的一种材料制得。
以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种套管式换热器，包括外管、置于外管内与所述外管同轴心的内管，连接在外管两端的左端盖和右端盖，所述内管的两端分别贯穿左端盖和右端盖，所述左端盖处设有管程流体入口，所述右端盖处设有管程流体出口，所述外管两端分别设有与管程流体的流向相反的壳程流体入口和壳程流体出口，其特征在于，所述外管、内管及左端盖和右端盖之间形成环状空腔，所述内管的外表面设有螺旋形凹槽，所述内管内表面设有与所述螺旋形凹槽相对应的螺旋形凸起。
2.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述螺旋形凹槽的螺距为5～20mm。
3.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述螺旋形凹槽的槽深为0.2～1.0mm。
4.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述螺旋形凹槽的螺旋角为15°～75°。
5.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述螺旋形凹槽的截面形状为半圆形。
6.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述螺旋形凹槽由金属材料圆管通过机床扎制而成，同时，在所述内管的内表面形成所述螺旋形凸起。
7.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述外管选自钢、铸铁、铜、钛、陶瓷或玻璃中一种材料制得。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112985117A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-06-18 | 顺德职业技术学院 | 一种弹簧肋结构的热交换器 |
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2019
- 2019-11-13 CN CN201921962336.0U patent/CN211234042U/zh not_active Expired - Fee Related
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