每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器的製作方法

2023-04-28 00:22:36 1

專利名稱：每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及管翅換熱器技術領域，特別涉及一種每扁管四個平面渦產生器式扁管 管翅換熱器。
背景技術：
扁管管翅換熱器最適合行動裝置用換熱器，比如汽車水箱，內燃機車用換熱器，扁 管管翅換熱器可以是管帶式或穿片式，前者更像板翅式換熱器。如無特別說明，「管翅換熱 器」中「管」一般指圓管，現有絕大部分關於管翅換熱器片型的專利僅涉及圓管管翅換熱器。 而扁管管翅換熱器和圓管管翅換熱器無論在管型結構還是在換熱器製造工藝方面都截然 不同。不論圓管還是扁管管翅換熱器，一般液體工質在管內流動，氣體在管外側流動，由 於氣體的比熱很小，使得在傳熱過程中的熱阻主要集中在氣側。在氣側安裝翅片以增加換 熱面積減小空氣測的熱阻是提高換熱的有效措施，已在各個行業得到廣泛應用。但是翅片 表面溫度和管子表面溫度之差隨著遠離管子表面距離的增加而增加，降低了換熱性能，同 時也受到經濟性的限制使得翅片的面積不能無限地增加。為了進一步提高管翅換熱器的傳 熱性能，在翅片表面設置渦產生器是一種有效的強化傳熱措施。在翅片表面衝壓出的渦產 生器在流體中可以產生漩渦，造成二次流動，促進冷熱流體間的混合，可以有效地強化翅片 表面的換熱性能。扁管管翅換熱器具有流動通道變化平緩，可有效減小氣側流體的流動阻力、降低 能耗。現有的研究表明在扁管管翅換熱器氣側主流方向的渦通量比圓管管翅換熱器氣側要 小得多。所以扁管管翅更適合採用渦產生器來增強主流方向的渦通量。而管型和渦產生器 的位置及其幾何參數的優化組合對換熱器綜合性能的影響十分重要。例如，對於多排管翅 換熱器，上遊由渦產生器產生的縱向渦及和管型誘導的馬蹄形渦會在下遊衰減並與下遊的 渦進行幹涉或疊加，明顯影響翅片的換熱能力。為了進一步提高扁管管翅片型的換熱性能， 非常有必要進一步優化參數組合，設計高效低阻換熱片型。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種降低流動阻力、降低能耗、提高翅片換熱 能力的每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器。本發明採用下述技術方案解決上述技術問題
一種每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，包括沿著氣體流動方向排列的換熱 管和套在換熱管上的翅片，所述沿著氣體流動方向排列的換熱管為扁管，在翅片上設有套 裝扁管的孔，每個孔的上下兩側分別衝壓兩對向上的三角型小翼式渦產生器，並在翅片上 留有三角形孔，第一對渦產生器的前緣點分別位於孔的前端切線，第二對渦產生器的前緣 位於孔的中間垂直線。所述的渦產生器1之間的的橫向間距為孔5寬度的1. 5 3. 0倍。
所述渦產生器1的兩直角邊長之比為2。所述渦產生器1的高度等於翅片4間距的0. 6 1. 0倍。所述渦產生器1底邊與流動方向有一鈍角夾角θ為115-135°。本發明相對沒有在翅片上衝壓出渦產生器的扁管管翅換熱器，傳熱係數大，換熱 效率高，換熱能力大大提高，從而使扁管翅片散熱器綜合性能較好，可以節省大量資源。本 發明的翅片表面的渦產生器的數量較少，在每個扁管旁有4個而且排列規則，相對百葉 窗、波紋、開縫翅片等衝壓模具也比較簡單。本發明的扁管管翅換熱器具有流動通道變化平 緩，比圓管管翅換熱器氣側要小得多，可有效減小氣側流體的流動阻力、降低能耗。當流體 流經渦產生器時，在渦產生器處及渦產生器下遊會產生縱向渦，在流體中產生伴隨主流的 二次流動。所產生的二次流向下遊傳遞到較遠位置，使管外氣體通道內冷熱氣體不斷得到 混合，可以有效地提高翅片表面的換熱性能。同時兩對渦產生器有固定的位置，消除了上遊 由渦產生器產生的縱向渦及和管型誘導的馬蹄形渦在下遊的衰減並與下遊的渦進行疊加， 明顯提高了換熱器的換熱能力。


圖1為本發明結構示意圖。圖2為本發明翅片結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明
參見圖1、圖2，本發明是一種每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，包括沿著 氣體流動方向排列的換熱管和套在換熱管上的翅片4。本發明的換熱管採用的是扁管3，扁 管3的排列可以為順排或者叉排方式。在翅片4上設有套裝扁管3的孔5，每個孔5上下兩 側分別衝壓出兩對三角型小翼式渦產生器1，並在翅片4上形成相應的三角形小孔2，第一 對渦產生器的前緣點分別位於孔5的前端切線，第二對渦產生器的前緣點位於孔5的中間 垂直線，且兩兩關於孔5對稱分布。兩側渦產生器1的橫向間距為孔5寬度的1. 5 3. 0 倍，前後兩對渦產生器1之間的距離等於孔5縱向長度的一半。渦產生器1的兩直角邊長 之比為2。渦產生器1的高度等於兩相鄰翅片4間距離的0. 6-1. 0倍，渦產生器1底邊與流 動方向有一鈍角夾角θ為115-135°。本發明在翅片4預定位置衝壓出渦產生器1後，將翅片4套裝在扁管3上。套裝 好的翅片4和扁管3再通過焊接、管內試壓等一系列傳統工藝之後就完成了整個渦產生器 式扁管管翅換熱器的製作。
權利要求
1.一種每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，包括沿著氣體流動方向排列的換 熱管和套在換熱管上的翅片(4)，其特徵在於所述沿著氣體流動方向排列的換熱管為扁 管(3)，在翅片(4)上設有套裝扁管(3)的孔(5)，每個孔(5)的上下兩側分別衝壓兩對向上 的三角型小翼式渦產生器(1)，並在翅片(4)上留有三角形小孔(2)，第一對渦產生器的前 緣點位於孔(5)的前端切線，第二對渦產生器的前緣點位於孔(5)的中間垂直線。
2.根據權利要求1所述的每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，其特徵在於所 述的渦產生器(1)之間的橫向間距為孔(5)寬度的1. 5 3. 0倍。
3.根據權利要求1所述的每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，其特徵在於所 述渦產生器(1)的兩直角邊長之比為2。
4.根據權利要求1所述的每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，其特徵在於所 述渦產生器(1)的高度等於兩相鄰翅片(4)間距離的0. 6-1. 0倍。
5.根據權利要求1所述的每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，其特徵在於所 述渦產生器(1)底邊與流動方向有一鈍角夾角θ為115-135°。
全文摘要
一種每扁管四個平面渦產生器式扁管管翅換熱器，涉及管翅換熱器技術領域，包括沿著氣體流動方向排列的換熱管和套在換熱管上的翅片，所述沿著氣體流動方向排列的換熱管為扁管，在翅片上設有套裝扁管的孔，每個孔的上下兩側分別衝壓兩對向上的三角型小翼式渦產生器，並在翅片上留有三角形孔，第一對渦產生器的前緣點分別位於孔的前端切線，第二對渦產生器的前緣位於孔的中間垂直線。本發明的翅片表面的渦產生器的數量較少，在每個扁管旁有4個而且排列規則，相對百葉窗、波紋、開縫翅片等衝壓模具也比較簡單。在翅片上的渦產生器可以在主流中產生渦漩引起二次流動，達到增加冷熱流體間的混合起到強化傳熱的目的。
文檔編號F28D1/053GK102109282SQ20111007389
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月25日 優先權日2011年3月25日
發明者宋克偉, 常立民, 張永恆, 曹茹, 梅元貴, 王良璧, 董元信 申請人:蘭州交通大學