增強水平管外凝結換熱繞線法的改進的製作方法

2023-05-28 15:41:26

專利名稱:增強水平管外凝結換熱繞線法的改進的製作方法
本發明涉及以繞線法增強水平管外凝結換熱方法的改進，可廣泛用於冷凍、化工等行業的冷凝器中。
增強水平管外凝結換熱的方法很多，但絕大部分是用機械加工的方法把管材表面的金屬作各種形狀的延伸，從而強化凝結換熱。但這種方法，加工工藝複雜，因而成本也比較高。目前國內實際應用還較少。1979年A·Thomas(託馬斯)等人在《1兆瓦海洋熱能轉換裝置用管殼式和緊湊式換熱器性能試驗》(Performance teste of 1 MW shell-and tube and Compact heat exchangers for OTEC)一文中曾報導進行了繞線法增強凝結換熱的試驗。這種方法相對於機械延伸面法，具有工藝簡單，成本低等優點，但文中並未提供具體的實施方法，也未提供供設計者使用的計算公式和最佳參數，因此至今未能實際應用。能否找出繞線法的最佳幾何參數以及供換熱器設計者應用的計算增強傳熱倍數的一般性公式，是關係到繞線法能否實際被應用的問題。
本發明的任務是提供一種實際應用繞線法增強水平管外凝結換熱的最佳實施方案，此方案可使凝結換熱係數進一步提高，冷凝器體積緊湊化，成本降低。
本發明是這樣實現的即在普通光滑傳熱管上，用直徑為0.1～0.5毫米的金屬線(絲)進行螺旋纏繞;其螺距與金屬線直徑的比值可為1.5～4，但最佳值為2;在螺距與線徑的比為最佳值的條件下，凝結換熱係數被增強的倍數按下述公式計算E＝1.78(D/a) 1/4式中E為繞線管凝結換熱係數與光管凝結換熱係數的比值;
D為光滑傳熱管的外徑〔米〕;
a為凝結液的毛細管常數〔米〕。
因此，(D/a)的值對於繞線法的應用場合的選擇有指導意義。為保證繞線法應用的有效性，(D/a)值應大於3。
附圖是以這種方法製成的繞線管。作為實施例之一，當以0.3毫米的不鏽鋼絲〔1〕，以0.6毫米的螺距，在直徑D為25.4毫米的光滑傳熱管〔2〕上進行螺施纏繞後，氟裡昂11(R11)的凝結換熱係數可以提高3.6倍。
按照本發明提供的實施方案，能夠有效地增強水平管外的凝結換熱，尤其是對於氟裡昂等毛細管常數低的介質，其凝結換熱係數可以提高3～5倍。從而使換熱器的體積緊湊化，成本降低，尤其是對於機械加工性能差的管材(如鈦管)具有特殊的優越性。
權利要求
1.一種增強水平管外凝結換熱的繞線法，在光滑傳熱管上用金屬線進行螺旋纏繞時，其特徵是金屬線直徑為0.1～0.5毫米。
2.按照權利要求
1所述的繞線法，其特徵是纏繞螺距為金屬線直徑的1.5～4倍。
3.按照權利要求
1或2所述的繞線法，其特徵是纏繞螺距可為金屬線直徑的2倍。
4.按照權利要求
3所述的繞線法，其特徵是光滑傳熱管的外徑D與凝結液的毛細管常數a的比值大於3。
專利摘要
增強水平管外凝結換熱繞線法的改進，它是通過合理地選擇最佳幾何參數，進一步提高繞線管的凝結換熱係數。對於氟裡昂等毛細管常數低的介質其凝結換熱係數可以提高3～5倍，從而有效地降低換熱器成本，以及使換熱器的體積緊湊化。本方法工藝簡便，特別適用於機械加工性能差的管材。可廣泛應用於製冷、化工等行業的冷凝器中。
文檔編號F28F1/36GK85100102SQ85100102
公開日1986年7月30日 申請日期1985年4月1日
發明者王維城 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan