CN216482463U - 一种构成气流通道的h型翅片管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种构成气流通道的H型翅片管，包括基管、翅片，基管为圆管，翅片沿基管长度方向排列，翅片为多个折边金属板材依次连接而成，相邻的翅片形成封闭基管外气流通道，从基管轴向看，两侧翅片以过基管中心线的垂直剖面呈对称布置，翅片内侧边设有圆弧段，圆弧段与基管外表面相适配构成面接触连接。管外气流不流过无翅片区域，管外气流方向和速度变化幅度小，节约了气体流动的动力消耗；而且由于气体流动方向和速度变化小、无流动死区，不容易造成杂质运动停滞，进而避免杂质堆积结垢，垢阻系数小。

Description

一种构成气流通道的H型翅片管

技术领域

本发明属于换热设备技术领域，涉及H型翅片管的结构改进。

背景技术

能源是社会运行的必需品，而现有能源中大多数仍然是来源于化石燃料，化石燃料不但是非再生的，而且会带来与生态环境的矛盾。节能增效、减碳减排已成为经济和社会高质量发展的重大战略任务之一。“碳达峰，碳中和”目标的承诺和实现，加速推进能源革命进程的深度、广度、烈度。

能源、石化、冶金等用能重点行业大量使用工业炉类设备加热物料，其烟气余热回收与利用是这些重点用能行业节能增效、减碳减排的技术与设备节能关注焦点。烟气侧的强化换热、减阻降耗、耐磨耐蚀是其技术关键点。

H型翅片管在锅炉省煤器等场合用于余热回收，具有良好的效果，不过H型翅片管在节约气流动力消耗上仍有不足，管外气体流过H型翅片管时，迎风侧靠近管壁时气体流动方向剧烈变化，背风侧气流分离回流，回流区换热管依然发生积灰；迎风面、出风面的气体流通面积与基管横截面处相比有较大差异。气体流过管外迎风面宽度范围时，流速变化幅度大，流体转向剧烈，流阻损失大，因此需要改进翅片结构，使得管外流动和变化幅度改变，降低管外流动阻力损失，消除管外积灰结垢的弊端。

发明内容

本发明目的是提出一种无流动死区的H型翅片管，增强流动和传热性能。

本发明的技术方案：一种构成气流通道的H型翅片管，包括基管、翅片，基管为圆管，翅片沿基管长度方向排列，翅片为多个折边金属板材依次连接而成，相邻的翅片形成封闭基管外气流通道，从基管轴向看，两侧翅片以过基管中心线的垂直剖面呈对称布置，翅片内侧边设有圆弧段，圆弧段与基管外表面相适配构成面接触连接。

优选地是：翅片折边角度为90度，圆弧段与基管外表面接触面为钎焊连接，连接密实，基本无微观缝隙，连接面的热阻比绕接式翅片管更小。

优选地是：气流通道间距范围为3～15mm；H型翅片管的翅化率为6～23。翅化率指与流体接触的翅片表面积与对应基管外表面积的比值。

优选地是：在基管横断面上，单侧翅片的外侧面为平面，顶边、底边为直边；内边面两端为平面，中部一段为圆弧面，圆弧面居中或偏向一端而不居中；翅片的折边高度为气流通道宽度。

翅片换热面的基本形状为平壁。进一步的：翅片换热面的形状为平壁基础上增加扰流波纹。

优选地是：扰流波纹展开系数为1.02～1.2，节距3～5mm。翅片扰流波纹有沿气流方向的横波纹或纵波纹。波纹展开系数亦即波纹节距的表面距离与节距投影长度的比值、节距亦即一个波纹特征点到下一个相同波纹特征点的投影距离。

进一步的，翅片上开设连通气流通道的连通孔，开孔率为0.05～0.2，连通孔为圆形或长圆形或矩形，开孔当量直径1～3mm。

两组对称布置的翅片之间的间距小于基管外直径，其范围为基管外径的0.3～1倍。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明提供的H型翅片管，其管外气流基本不流过无翅片区域，管外气流方向和速度变化幅度小，节约了管外气体对流传热的动力消耗；而且由于气体流动方向和速度变化小、无流动死区，不容易造成杂质运动停滞，进而避免杂质结垢粘附，翅片管外传热性能也更加稳定持久，垢阻系数小，且垢阻稳定。

效果上，由于风阻小，在实现相同传热任务时，风机动力消耗降低；或者相同风机动力消耗时，风量增加，对流传热系数高，垢阻小，总传热系数高，总体上提高了传热量。

本发明的H型翅片管其结构简单，制造工艺和制造设备简单，制造成本低，质量稳定性和质量可靠性好。

本发明的H型翅片管，在相同任务条件下，设备材料消耗小，设备占用空间小，技术经济优势明显。

本发明的H型翅片管，H型翅片侧边折边，减少管外气体与基管壁面的直接接触，使管壁免受冲蚀损伤。

附图说明

图1是本发明的翅片上下对称实施例的示意图；

图2是本发明的翅片上下不对称实施例的示意图；

图3是图1的基管轴向视图；

图4是图1的俯视图；

图5是本发明的翅片单个折边板材结构示意图，平壁无波纹；

图6是本发明的翅片单个折边板材结构示意图，平壁设有纵波纹；

图7是本发明的翅片单个折边板材结构示意图，平壁设有横波纹；

图中：1-基管，2-翅片，3-扰流波纹。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作更为详细的说明。以下实例有利于相关技术人员更好地理解本发明，但不限制本发明。

如图1所示为本发明的结构示意图，本发明包含一根圆形截面的基管和若干薄翅片。

如图1-4所示，一种H型翅片管，管内流动锅炉给水等液相流体，管外翅片间通道流动烟气等气体。沿着管外气流方向上，将翅片的两个边称为迎风边、背风边，将接触基管的边和对应的边称为侧边。折边边缘与相邻翅片面连接在一起，翅片侧边折边和翅片面就形成了气流通道。气流通道间距范围为3～15mm；H型翅片管的翅化率为6～23。管内和管外流体呈交叉错流形式。

如图1-4所示，在横断面上，基管居H型翅片管的中间，水平两侧对称布置与基管相连的翅片。基管为圆形截面的管子，基管有一定的厚度；翅片为薄壁平板，单侧翅片在基管径向横截面上的投影形状为近似矩形，其四个周边是：不与基管接触的三个翅片外边轮廓线为直线，与基管接触连接的翅片内边轮廓线两端为直线，中间一段为圆弧线，圆弧线与基管外圆弧度相配合，构成面接触。

如图1-4所示，翅片的侧边折边90度，折边高度等于翅片净间距，可根据流动和传热优化确定。

如图5-7所示，翅片的翅片表面可为平面或设有扰流波纹，扰流波纹有点状、横波、纵波；翅片传热面上可开设连通孔。扰流波纹展开系数为1.02～1.2，节距3～5mm。连通孔开孔率为0.05～0.2，开孔当量直径1～3mm，形状为圆形或长圆形或矩形。

如图1-4所示，每一片翅片与基管外表面连续角接焊接连接，然后相邻单个折边板材依次等间距排列连接。与基管相接触的翅片侧边折边的边缘不与基管焊接，折边拐点部位与基管焊接连接。

如图1-4所示，H型翅片管两端基管在一定长度范围内不设置翅片，该长度用翅片管和管箱（集合管）相连。

如图1-4所示，由于翅片侧边设置折边，折边和相邻的翅片相连，相邻的翅片间形成了一个独立的气流通道，进而使得管外气流不会流过无翅片的管外空间，管外气流方向和速度变化幅度小，流动阻力小，动力消耗低，管外无流动死区，避免积灰结垢。

Claims (10)

1.一种构成气流通道的H型翅片管，包括基管（1）、翅片（2），其特征是：基管（1）为圆管，翅片（2）沿基管（1）长度方向排列，翅片（2）为多个折边金属板材依次连接而成，相邻的翅片形成封闭基管外气流通道，从基管（1）轴向看，两侧翅片（2）以过基管中心线的垂直剖面呈对称布置，翅片（2）内侧边设有圆弧段，圆弧段与基管（1）外表面相适配构成面接触连接。

2.根据权利要求1所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：翅片（2）折边角度为90度，圆弧段与基管（1）外表面接触面为钎焊连接。

3.根据权利要求1所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：气流通道间距范围为3～15mm；H型翅片管的翅化率为6～23。

4.根据权利要求1所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：在基管横断面上，单侧翅片的外侧面为平面，顶边、底边为直边；内边面两端为平面，中部一段为圆弧面，圆弧面居中或偏向一端而不居中；翅片的折边高度为气流通道宽度。

5.根据权利要求1所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：翅片（2）换热面的形状为平壁。

6.根据权利要求1所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：翅片（2）换热面的形状为平壁基础上增加扰流波纹。

7.根据权利要求6所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：扰流波纹展开系数为1.02～1.2，节距3～5mm。

8.根据权利要求6所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：翅片（2）扰流波纹有沿气流方向的横波纹或纵波纹，或为点状。

9.根据权利要求1所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：翅片（2）上开设连通气流通道的连通孔。

10.根据权利要求9所述的一种构成气流通道的H型翅片管，其特征是：连通孔开孔率为0.05～0.2，开孔当量直径1～3mm，形状为圆形或长圆形或矩形。

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