冷凝器用換熱管的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種冷凝器用換熱管，它包括管體以及設置在該管體內表面上的若干條螺旋肋，每相鄰的兩條螺旋肋之間均形成有一條螺旋形的槽道，所述螺旋肋上設置有若干個沿螺旋肋長度方向間隔分布的缺口。本發明這種冷凝器用換熱管具有較高管內換熱系數，相比于傳統換熱管，其管內換熱系數可以提高6～10％。
【專利說明】冷凝器用換熱管
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種冷凝器用換熱管。
【背景技術】
[0002]一般來講，中央空調機系統使用的管殼式冷凝換熱器的工作原理是:管內流動低溫流體，一般為水；管外側的高溫蒸汽與管壁接觸后，發生相變，形成凝結液體，同時釋放出潛熱，與管內的低溫流體進行熱交換。通常條件下，從冷水到管外蒸汽之間的傳熱，包括幾部分熱阻，總傳熱系數包括管內換熱系數和管外的換熱系數。由于管外側的凝結相變換熱過程中潛熱的釋放，其換熱系數較高，而通過提高管內換熱系數的方法可以進一步提高冷凝換熱管的換熱系數，為了強化管內對流換熱，目前市場常用有螺旋槽道；具體形狀如下所述:內表面兩根突出的肋之間形成槽道，內表面肋具有一定螺旋角(肋條與軸線夾角)。在管內流動過程中，螺旋肋起到了粗糙元的作用，當管內流體流過與壁面進行換熱時，最大的熱阻在于湍流邊界層的粘性底層。在粘性底層內，動量與熱量的傳遞過程主要依靠分子間的振動與擴散。但是當壁面具有螺旋肋條時，粘性底層內流體與螺旋肋頂部邊緣發生碰撞，產生瑞動，甚至產生小渦旋，瑞動或者小的渦旋加大了動量與熱量的傳遞，強化了管內的換熱。據研究，肋條的高度過低，淹沒在粘性底層內，則不產生作用；肋條高度過高，則產生的湍動或小渦不能達到底層，強化效果降低，而且增加了流動壓降。
[0003]眾所周知，流動邊界層的厚度與水的流速相關，流速越大，邊界層越薄；反之，邊界層則厚。在實際應用中，工況是變化的，即流速發生變化，而目前管內的螺旋肋不能適應各種雷諾數下的邊界層厚度變化。另外一方面，目前的管內螺旋肋屬于二維粗糙元強化換熱措施，如能將其改造成三維粗糙元的幾何形狀，則會大大提高強化效果。
【發明內容】
[0004]本發明目的是:針對傳動降膜蒸發換熱管的不足，提供一種具有較高管內換熱系數的冷凝器用換熱管。
[0005]本發明的技術方案是:所述的冷凝器用換熱管，包括管體以及設置在該管體內表面上的若干條螺旋肋，每相鄰的兩條螺旋肋之間均形成有一條螺旋形的槽道，所述螺旋肋上設置有若干個沿螺旋肋長度方向間隔分布的缺口。
[0006]本發明在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案:
[0007]所述缺口的形狀為梯形。
[0008]所述缺口包括深度較大的深缺口和深度較小的淺缺口，且所述深缺口和淺缺口在所述螺旋肋上間隔交替分布。
[0009]所述深缺口深度為所述淺缺口深度的二倍。
[0010]所述深缺口的深度為0.2?0.4mm, 口沿處的寬度為0.3?0.6mm ;所述淺缺口的深度為0.1?0.25mm, 口沿處的寬度為0.2?0.4mm。
[0011 ] 所述缺口在所述螺旋肋上均勻間隔分布。
[0012]相鄰兩缺口之間的距離為0.7?1.2mm。
[0013]所述螺旋肋的數量為20?70條，螺旋肋的橫截面為梯形或者三角形，高度為
0.3?0.5mm,螺旋肋的螺旋角20?55度。
[0014]所述管體的外表面還設置有若干個螺旋形的外翅片，所述外翅片上設置有若干個沿外翅片長度方向間隔分布的三角形缺口，所述三角形缺口的深度為0.1?0.4mm，每個外翅片上共設置有50?130個三角形缺口。
[0015]所述外翅片的高度為0.5?1.2mm，相鄰兩外翅片的間距為0.45?1.4mm。
[0016]本發明的優點是:本發明為了創造三維粗糙元的強化表面，在換熱管內的螺旋肋上設置了多個缺口。同時為了適應各種流動速度下的工況下粘性底層厚度不同的現象，該缺口的深度不同，并規則排列。其充分發展湍流邊界層的強化措施，利用邊界層內流體與螺旋肋的接觸中產生的湍流度，甚至產生的小渦增加粘性底層內的動量與能量的傳遞。當螺旋肋設置多個缺口后，形成多個尖角，在流體與這些尖角的碰撞中，產生的湍流度更大，小渦更多，因而改善了粘性底層內的動量與能量傳遞，增強了管內水與換熱管壁面間的傳熱效果，進一步改善了冷凝管的整體換熱效果。由于缺口的深度與開口寬度的不同，可以適應在各種流速條件下粘性底層厚度的不同的情況，因而本發明的冷凝管可以適應不同的工況條件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明這種冷凝器用換熱管的結構示意圖之一；
[0018]圖2為本發明這種冷凝器用換熱管的結構示意圖之二 ；
[0019]圖3為本發明這種冷凝器用換熱管的結構示意圖之三；
[0020]其中:1-管體，2-螺旋肋，3-槽道，4-缺口，5-外翅片，6-三角形缺口。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0022]實施例:
[0023]圖1?圖3示出了本發明這種冷凝器用換熱管的一個具體實施例，同傳統換熱管無異的是，該換熱管也包括管體1，該管體I的內表面設置有多條條螺旋肋2 (螺旋形的肋板)，這些螺旋肋2相互平行分布，每相鄰的兩條螺旋肋2之間均形成有一條螺旋形的槽道3。本例中，該管體I為圓形。
[0024]本實施例的關鍵改進在于:所述螺旋肋2上設置有若干個沿螺旋肋2長度方向間隔分布的缺口 4，而且本例中該缺口 4的形狀為梯形。
[0025]其工作原理如下:充分發展湍流邊界層的強化措施，利用邊界層內流體與螺旋肋2的接觸中產生的湍流度，甚至產生的小渦增加粘性底層內的動量與能量的傳遞。當螺旋肋2上設置多個梯形缺口后，就會在螺旋肋上形成多個尖角，在流體與這些尖角的碰撞中，產生的湍流度更大，小渦更多，因而改善了粘性底層內的動量與能量傳遞，增強了管內水與換熱管壁面間的傳熱效果，進一步改善了冷凝管的整體換熱效果。螺旋肋2上設置的缺口創造了三維粗糙元的強化表面。
[0026]并且，在本實施例中上述各個缺口 4的尺寸并非全部一樣，它們包括深度較大的深缺口和深度較小的淺缺口，且所述深缺口和淺缺口在所述螺旋肋2上間隔交替分布。如此設置的好處在于:由于梯形缺口的深度不同，并規則排列，可以適應在各種流速條件下粘性底層厚度的不同的情況，使得該冷凝管可以適應不同的工況條件。
[0027]研究表明，當所述深缺口的深度為所述淺缺口深度的二倍時，換熱管對不同工況條件的適應性較好。而且當所述深缺口的深度為0.2?0.4mm, 口沿處的寬度為0.3?
0.6mm ;所述淺缺口的深度為0.1?0.25mm, 口沿處的寬度為0.2?0.4mm時，換熱管對不同工況的適應性進一步提高。
[0028]如果所述深缺口口沿處的寬度與所述淺缺口口沿處的寬度設置為不同值時，可以是的該換熱管更好地適應在各種流速條件下粘性底層厚度的不同的情況，以更好地適應不同的工況條件。
[0029]試驗的結果表明，本實施例這種換熱管的管內換熱系數比常規換熱管可以提高6 ?10%。
[0030]此外，為了進一步提高該換熱管的管內換熱系數，本實施例還采用了如下技術措施:所述缺口 4在所述螺旋肋2上均勻間隔分布。相鄰兩缺口 4之間的距離為0.7?1.2mm。所述螺旋肋2的數量為20?70條，螺旋肋2的橫截面為梯形或者三角形，高度為0.3?
0.5mm,螺旋肋2的螺旋角20?55度。
[0031]另外，為了進一步提高該換熱管的管外換熱系數，本例在所述管體I的外表面還設置有若干個(一般為兩到三個)螺旋形的外翅片5，每個外翅片5上設置有50?130個沿外翅片5長度方向間隔分布的三角形缺口 6，所述三角形缺口 6的深度為0.1?0.4mm。所述外翅片5的高度為0.5?1.2mm,相鄰兩外翅片5的間距為0.45?1.4mm。
【權利要求】
1.一種冷凝器用換熱管，包括管體(I)以及設置在該管體(I)內表面上的若干條螺旋肋(2)，每相鄰的兩條螺旋肋(2)之間均形成有一條螺旋形的槽道(3)，其特征在于:所述螺旋肋(2)上設置有若干個沿螺旋肋(2)長度方向間隔分布的缺口(4)。
2.根據權利要求1所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述缺口(4)的形狀為梯形。
3.根據權利要求2所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述缺口(4)包括深度較大的深缺口和深度較小的淺缺口，且所述深缺口和淺缺口在所述螺旋肋(2)上間隔交替分布。
4.根據權利要求3所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述深缺口深度為所述淺缺口深度的二倍。
5.根據權利要求3所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述深缺口的深度為0.2?0.4mm, 口沿處的寬度為0.3?0.6mm ;所述淺缺口的深度為0.1?0.25mm, 口沿處的寬度為0.2 ?0.4mm。
6.根據權利要求5所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述缺口(4)在所述螺旋肋(2)上均勻間隔分布。
7.根據權利要求6所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:相鄰兩缺口(4)之間的距離為 0.7 ?1.2mm。
8.根據權利要求1所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述螺旋肋(2)的數量為20?70條，螺旋肋(2)的橫截面為梯形或者三角形，高度為0.3?0.5mm,螺旋肋(2)的螺旋角20?55度。
9.根據權利要求1所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述管體(I)的外表面還設置有若干個螺旋形的外翅片(5)，所述外翅片(5)上設置有若干個沿外翅片(5)長度方向間隔分布的三角形缺口(6)，所述三角形缺口(6)的深度為0.1?0.4mm，每個外翅片(5)上共設置有50?130個三角形缺口(6)。
10.根據權利要求9所述的冷凝器用換熱管，其特征在于:所述外翅片(5)的高度為0.5?1.2mm,相鄰兩外翅片(5)的間距為0.45?1.4mm。
【文檔編號】F28D7/16GK104197753SQ201410479422
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】王進強, 陳煥焯, 武震國 申請人:蘇州新太銅高效管有限公司