滴形管換熱器的製作方法

2023-06-05 13:23:56 1

專利名稱：滴形管換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型是滴形管換熱器。
本實用新型所屬技術領域為熱交換介質不直接接觸的熱交換裝置。
滴形管換熱器是以滴形管為基本傳熱元件的高效節能型間壁式換熱器。
現有的管式換熱器多採用圓管為基本傳熱元件。但由於流體從外部橫向流過圓管時，流動狀況不佳，尾部分離區較寬，致使圓管外部的平均換熱係數較低而流動阻力較高。後來，人們發現一些異型管的傳熱及阻力性能優於圓管，因此，在有些換熱器中已開始應用扁管及橢圓管等異型管。但現在應用的異型管都非性能最優管，仍然存在換熱係數低及流動阻力高的缺點，有待於進一步改進。
本實用新型所提出的滴形管，其橫截面輪廓線接近流線型。由理論分析可知，流線型物體具有最小的形狀阻力；因此，滴形管的外部阻力性能優於其它的任何管型。同時，理論分析及實驗結果都證實流體橫掠滴形管時，在較低的雷諾數下，就可出現「分離泡」及「湍流再附」現象，此現象使滴形管的平均換熱係數顯著提高而阻力卻大大降低。另外，考慮到製造方便，滴形管與流線管又不完全相同。所以，滴形管既具有流線型管的優良性能，又具有實施方便的特點，具有廣闊的應用前景。
本實用新型的發明目的在於克服圓管及其它異型管在作為傳熱元件時的缺點；提高管式換熱器的傳熱係數，降低流動阻力；從而節省管材，降低運行費用，節約能源。
滴形管的橫截面輪廓線由四段弧線組成。


圖1為滴形管橫截面示意圖。其中，首部弧線的曲率半徑為R1；尾部弧線的曲率半徑為R2；中間兩段弧線的曲率半徑為R3；首尾兩弧線曲率中心間的距離為C。各尺寸的相互關係為R1＝(1·2～5)R2；R3≥10R1。其中包括R3為無窮大的特殊情況；C＝(1·5～5)R1。圖2為滴形管換熱器的工作原理示意圖。滴形管換熱器工作時，冷、熱流體分別流過滴形管的內、外側。流動方式之一如圖2所示，圖中A表示冷流體，B表示熱流體。
本實用新型實施方便，製造容易。實施時，根據不同應用場合，滴形管的材料可採用碳鋼、合金鋼(包括不鏽鋼、鈦和鈦合金等)，銅、鋁、鋅及其合金，以及石墨(包括石墨塑料)、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、玻璃等非金屬材料。金屬及非金屬材料的滴形管可採用專用設備一次成型；金屬滴形管也可用圓管軋製成型。滴形管與管板的聯接可採用焊接、脹接、脹焊接或膠接。其它部分的實施與普通圓管換熱器相同。
本實用新型與目前使用的圓管換熱器相比，具有一系列優點首先是換熱係數高；其次是流動阻力低；第三是換熱面積大；再次是管束易緊湊排列；最後是具有積灰量少等優點。在工業中常用的雷諾數範圍內，滴形管的換熱係數比相應的圓管高30％左右；而阻力只有圓管的三分之一左右。為此，若用滴形管取代現有換熱器中的圓管，其節能效果是顯著的。以鍋爐省煤器為例，若全國近三十萬臺鍋爐的省煤器全部改為滴形管換熱器，則僅考慮阻力降低一項，每年就可節電十億多度；考慮到省煤器僅佔工業換熱器的很小一部分，再考慮到由於滴形管強化傳熱所帶來的材料節省，則應用滴形管的經濟效益是巨大的。
權利要求1.一種熱交換介質不直接接觸的滴形管換熱器，其特徵在於滴形管的橫截面由四段弧線組成；首部弧線的曲率半徑R1為尾部弧線的曲率半徑R2的1.2至5倍，中間兩弧線的曲率半徑R3為首部弧線的曲率半徑R1的10倍以上，首尾兩弧線曲率中心間距C為首部弧線曲率半徑R1的1.5至5倍，即R1=(1.2～5)R2，R3≥10R1，C=(1.5～5)R1。
專利摘要本實用新型是以滴形管為基本傳熱元件的間壁式換熱器。其滴形管的橫截面由四段弧線組成。其優點是傳熱係數高，流動阻力小，運行費用低，加工成型容易，製造方便。是高效、節能、節材的新型換熱設備，是當今及將來管式換熱器的更新元件。
文檔編號F28F1/02GK2149598SQ9221932
公開日1993年12月15日 申請日期1992年7月11日 優先權日1992年7月11日
發明者季中, 李慶領, 任建勳, 南新雙 申請人:青島化工學院