CN216954171U

CN216954171U - 烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管

Info

Publication number: CN216954171U
Application number: CN202220442618.3U
Authority: CN
Inventors: 张建国; 薛超; 吕志宏; 魏金玲
Original assignee: Huludao Guohua Energy Equipment Group Co ltd
Current assignee: Huludao Guohua Energy Equipment Group Co ltd
Priority date: 2022-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2032-03-03

Abstract

本实用新型涉及热交换技术领域，具体是一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管。包括基管，基管包括依次连接的第一接头段、第一过渡段、螺旋扭曲换热段、第二过渡段和第二接头段，第一接头段和第二接头段的横截面为圆形，螺旋扭曲换热段的横截面为扁平状的圆角矩形，螺旋扭曲换热段的外表面上沿纵向设置有多个齿槽，螺旋扭曲换热段和齿槽整体呈扭曲结构，齿槽的外表面上附着有金属多孔层；本实用新型增加了换热管的传热效率，抗污特性好，不易结焦，提高了换热管的可靠性。

Description

烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，具体是一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管。

背景技术

随着现代科学技术和工业化生产的发展，节能降耗已经成为各个行业生产部门主要控制指标；石油、化工及冶金工业在国民经济中占有很大的比重，如何在这些行业中降低能源消耗及投资成本，一直是我们要研究的课题。

管壳式换热器一直是这些工业中主要且实用的换热设备，管壳式换热器内高通量换热管为最常见的一种换热管，高通量换热管壁面以大量孔穴作为汽泡核心发生器，大幅提高了流体沸腾时产生汽泡的速率；一方面，大量汽泡的产生、成长、脱离、搅拌及产生汽泡时流体被抽进多孔层的虹吸作用使流体搅动，加速热传递；另一方面，数量庞大的孔穴增大了换热的接触面积，最终提高了换热管的沸腾传热系数，如何提高高通量换热管的传热效率从而降低生产成本，一直是行业内经久不衰的研究方向。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，从而提供一种增大传热效率的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管。

本实用新型解决所述问题，采用的技术方案是：

一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，包括基管，基管包括依次连接的第一接头段、第一过渡段、螺旋扭曲换热段、第二过渡段和第二接头段，第一接头段和第二接头段的横截面为圆形，螺旋扭曲换热段的横截面为扁平状的圆角矩形，螺旋扭曲换热段的外表面上沿纵向设置有多个齿槽，螺旋扭曲换热段和齿槽整体呈螺旋扭曲结构，齿槽的外表面上附着有金属多孔层。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：

一、流体在螺旋扭曲换热段流动时由于扭曲的结构会产生纵向旋转和二次旋流，增加了流体的扰动程度，减薄了传热边界层，增强了流体的混合，使得管壁附近保持较高的温度梯度，增大了努塞尔数,配合金属多孔层双重提高了传热系数；二、螺旋扭曲换热段外部的流体由于离心力的作用而周期性地改速度和方向，强化了流体的纵向混合；三、多个换热管共同工作时，螺旋扭曲换热段外部的流体流经相邻换热管的齿槽后形成脱离管壁的尾流，增大了流体自身的湍流度，破坏了管壁上的流体边界层，从而使壳程传热得到增强；四、低雷诺数时管内传热系数比普通圆管大2-3倍，随着雷诺数的增大传热系数有所减小，最终传热系数也可提高50%以上；五、带齿槽的换热管与普通光管相比，节省换热面积20%~50%，节省成本20%~30%；六、螺旋扭曲换热段内外不存在流动死区，不会产生污堵，而且流体在金属多孔层的循环量为光管的10-15倍，大量的流体循环对换热管表面起到了清洗作用，具有比光管更强的抗污特性，不易结焦；七、克服诱导振动，提高了换热管的可靠性；八、临界热负荷高：金属多孔层的临界热负荷比光管高1.5-2.0倍；九、圆形横截面的第一接头段和第二接头段更方便更换。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

第一接头段和第二接头段的的外径为14-45mm、壁厚为2-5mm。

螺旋扭曲换热段的横截面宽度为18-56mm、横截面高度为10-15mm、壁厚为2-5mm。

金属多孔层的厚度为0.1-0.3mm、孔隙率为30%-70%。

齿槽的深度为1.5mm，齿顶的宽度为0.3mm，相邻齿槽的槽峰之间的距离为2mm。

基管的内表面为光滑面。

第一接头段、第一过渡段、第二过渡段和第二接头段的外表面为光滑面。

螺旋扭曲换热段和齿槽整体沿顺时针方向呈螺旋扭曲结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管的螺旋扭曲换热段的横截面结构示意图；

图3为图2中A的局部放大示意图；

图中标记为：第一接头段1、第一过渡段2、螺旋扭曲换热段3、第二过渡段4、第二接头段5、齿槽6、金属多孔层7、槽峰8。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，目的仅在于更好地理解本实用新型内容，因此，所举之例并不限制本实用新型的保护范围。

参见图1-图3，一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，包括基管，基管包括依次连接的第一接头段1、第一过渡段2、螺旋扭曲换热段3、第二过渡段4和第二接头段5，第一过渡段2和第二过渡段4为变径管，第一接头段1和第二接头段的5横截面为圆形，螺旋扭曲换热段3的横截面为扁平状的圆角矩形，螺旋扭曲换热段3的外表面上沿纵向设置有多个齿槽6，螺旋扭曲换热段3和齿槽6整体呈螺旋扭曲结构，齿槽6的外表面上附着有金属多孔层7，金属多孔层7为喷涂的高通量金属涂层；第一接头段1和第二接头段5的的直径为14-45mm、壁厚为2-5mm；螺旋扭曲换热段3的横截面宽度为18-56mm、横截面高度为10-15mm、壁厚为2-5mm；金属多孔层7的厚度为0.1-0.3mm、孔隙率为30%-70%；齿槽的深度为1.5mm，齿顶的宽度为0.3mm，相邻齿槽的槽峰之间的距离为2mm；基管的内表面为光滑面；第一接头段1、第一过渡段2、第二过渡段4和第二接头段5的外表面为光滑面；螺旋扭曲换热段3和齿槽6整体沿顺时针方向呈螺旋扭曲结构。

本实用新型优点：一、流体在螺旋扭曲换热段流动时由于扭曲的结构会产生纵向旋转和二次旋流，增加了流体的扰动程度，减薄了传热边界层，增强了流体的混合，使得管壁附近保持较高的温度梯度，增大了努塞尔数,配合金属多孔层双重提高了传热系数；二、螺旋扭曲换热段外部的流体由于离心力的作用而周期性地改速度和方向，强化了流体的纵向混合；三、多个换热管共同工作时，螺旋扭曲换热段外部的流体流经相邻换热管的齿槽后形成脱离管壁的尾流，增大了流体自身的湍流度，破坏了管壁上的流体边界层，从而使壳程传热得到增强；四、低雷诺数时管内传热系数比普通圆管大2-3倍，随着雷诺数的增大传热系数有所减小，最终传热系数也可提高50%以上；五、带齿槽的换热管与普通光管相比，节省换热面积20%~50%，节省成本20%~30%；六、螺旋扭曲换热段内外不存在流动死区，不会产生污堵，而且流体在金属多孔层的循环量为光管的10-15倍，大量的流体循环对换热管表面起到了清洗作用，具有比光管更强的抗污特性，不易结焦；七、克服诱导振动，提高了换热管的可靠性；八、临界热负荷高：金属多孔层的临界热负荷比光管高1.5-2.0倍；九、圆形横截面的第一接头段和第二接头段更方便更换。

以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims

1.一种烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，包括基管，其特征在于：基管包括依次连接的第一接头段、第一过渡段、螺旋扭曲换热段、第二过渡段和第二接头段，第一接头段和第二接头段的横截面为圆形，螺旋扭曲换热段的横截面为扁平状的圆角矩形，螺旋扭曲换热段的外表面上沿纵向设置有多个齿槽，螺旋扭曲换热段和齿槽整体呈螺旋扭曲结构，齿槽的外表面上附着有金属多孔层。

2.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：第一接头段和第二接头段的外径为14-45mm、壁厚为2-5mm。

3.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：螺旋扭曲换热段的横截面宽度为18-56mm、横截面高度为10-15mm、壁厚为2-5mm。

4.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：金属多孔层的厚度为0.1-0.3mm、孔隙率为30%-70%。

5.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：齿槽的深度为1.5mm，齿顶的宽度为0.3mm，相邻齿槽的槽峰之间的距离为2mm。

6.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：基管的内表面为光滑面。

7.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：第一接头段、第一过渡段、第二过渡段和第二接头段的外表面为光滑面。

8.根据权利要求1所述的烧结型表面多孔带齿槽螺旋扭曲换热扁管，其特征在于：螺旋扭曲换热段和齿槽整体沿顺时针方向呈螺旋扭曲结构。