一種帶螺旋薄肋片的立式冷凝管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于傳熱傳質技術領域，具體涉及一種帶具有疏水性表面螺旋弧形排液薄肋的立式冷凝管。
【背景技術】
[0002]凝結換熱是伴隨有相變的對流換熱中的一種形式，相對于單相的對流換熱，其換熱效果更好。根據凝結液是否能夠很好地潤濕壁面，將凝結換熱分為膜狀凝結和珠狀凝結兩種形式。當換熱表面能被凝結液很好地潤濕，鋪展成膜時，即是膜狀凝結；當換熱表面不能被凝結液很好地潤濕，形成一個個液珠時，即發生珠狀凝結。無論是膜狀凝結還是珠狀凝結，凝結液體都是構成蒸汽與換熱壁面交換熱量的熱阻載體，而且膜狀凝結在換熱壁面始終存在一層連續的液膜，厚度沿重力方向增加，其熱阻常常比珠狀凝結大一個數量級以上。
[0003]珠狀凝結的關鍵問題是在常規金屬表面上難以產生和長久維持，即使在經處理的換熱表面上，長時間運行后也極易轉變為膜狀凝結。實際工業應用中，特別是動力冷凝器上，往往得到的都是膜狀凝結。
[0004]傳統的排液裝置，如泄液罩，圓環肋等，都會造成蒸汽流動死區，減少換熱面積，而連續的螺旋肋耗材大，焊接困難，其非下傾式的表面可能導致凝結液在肋片根部附著、堆積，緩慢流動，對換熱產生不利影響，且未經疏水處理的表面對排液速率也有一定的限制。而且，連續的螺旋肋不能適用于氣體縱向沖刷冷凝管表面。針對于在冷凝管表面設置疏水帶的方式(專利CN 104748604)，明顯不利的方面是減少了換熱面積，而且凝結的液滴并不是總能理想地從疏水帶表面脫離，尤其是在凝結率較大以及疏水帶寬度設置不合理的情況下。
【發明內容】
[0005]本發明的主要目的是提供一種帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，通過加快冷凝液的排液速率，使冷凝管的傳熱效率進一步提高。
[0006]一種帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，包括立式的冷凝管管體，在所述冷凝管管體上間隔設置有一層螺旋薄肋片；每層所述螺旋薄肋片沿周向設置有若干螺旋薄肋片；相鄰兩層螺旋薄肋片之間在周向上相互錯開。
[0007]所述一定間隔為2?5倍的冷凝管管體外徑的距離。
[0008]在所述冷凝管管體每隔一定間隔處的周向上每隔120°布置一個螺旋薄肋片，所述螺旋薄肋片的跨度為70°。
[0009]所述相鄰兩層螺旋薄肋片之間在周向上相互錯開60°。
[0010]每一層螺旋薄肋片與相鄰層上的螺旋薄肋片之間有10°的重疊區域。
[0011]所述螺旋薄肋片為弧形。
[0012]所述螺旋薄肋片的螺旋線螺旋角為30?45°。
[0013]所述螺旋薄肋片寬度為5?30mm，厚度為0.5?1mm。
[0014]所述螺旋薄肋片表面具有疏水性材料涂層。
[0015]所述螺旋薄肋片相較于與冷凝管管體上螺旋線延伸出來的螺旋曲面下傾30?45。。
[0016]有益效果:本發明與現有技術相比具有下述優點:
[0017]1.冷凝管表面的肋片會增加換熱面積，能夠增強換熱效果。
[0018]2.當氣體橫向沖刷冷凝管表面時，因圓柱螺旋形薄肋片在軸向上是非連續的，能夠保證氣體順利地流經換熱表面，而且間斷的薄肋片會對流場造成一定的擾動，增強換熱效果。增加換熱面積，在一定程度上能夠增強換熱效果。
[0019]3.當氣體縱向沖刷冷凝管表面時，因圓柱螺旋線形薄肋片在周向上是間隔布置的，不會阻礙氣體的流動，也不會形成換熱死區，反而肋片的形式和布置方式對氣體造成一定的擾動，起到強化傳熱的效果。
[0020]4.針對膜狀凝結，利用本發明，可以及時地將凝結液從冷凝換熱管表面排走，避免凝結液膜增厚。
[0021 ] 5.針對珠狀凝結，利用本發明，可以及時地將凝結液珠從冷凝換熱管表面排走，避免凝結液珠積聚成膜，也有利于換熱表面重新進行珠狀凝結。
[0022]6.本發明并不需要在冷凝管上布置連續的螺旋肋，只是在每一定間隔處沿周向焊接上每層3個肋片螺旋形肋，工藝簡單，成本低廉。
[0023]7.利用本發明，及時的將凝結液或凝結液珠從換熱表面上排走，顯著提高性能，在動力，化工等領具有較大的節能潛能。
【附圖說明】
[0024]圖1為依照本發明實施例的一種帶具有疏水性表面螺旋弧形排液薄肋的立式冷凝管示意圖；其中各部件及相應標記為:1-冷凝管管體；2_薄肋片。
[0025]圖2為冷凝管表面附著的薄肋片的局部放大示意圖。
[0026]圖3為薄肋片傾角說明示意圖。
[0027]圖4為該冷凝管的俯視圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例和附圖對本發明做更進一步地解釋。下述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均處于本發明的保護范圍之中。
[0029]圖1為依照本發明實施例的一種帶具有疏水性表面螺旋弧形排液薄肋冷凝管的示意圖，該冷凝管包括冷凝管管體1和薄肋片2的結構，薄肋片2在冷凝管管體1上的分布和焊接，以達到及時排除冷凝液或冷凝液滴，增強冷凝管的換熱效果的目的。
[0030]圖2中螺旋薄肋片2為弧形，螺旋薄肋片2的螺旋角為30?45°，寬度為5?30mm，厚度為0.5?1mm ;表面具有疏水性材料涂層，即液體與螺旋薄肋片2表面的接觸角> 90° ;當接觸角> 90°時，水滴不會附著在固體表面上，而會滑落，這樣螺旋薄肋片2表面對液體就呈疏水性。薄肋片2焊接在冷凝管管體1表面上，薄肋片2有著向外下傾的趨勢，相較于與冷凝管管體(1)上螺旋線延伸出來的螺旋曲面下傾30?45°，即相較于與冷凝管管體(1)表面以正常方式焊接的螺旋曲面下傾30?45°。圖3是薄肋片2傾角說明示意圖。
[0031]圖1中薄肋片2在冷凝管管體1上的分布是每層的周向上每隔120°布置一個螺旋薄肋片2，螺旋薄肋片2的跨度為70° (從俯視圖上看)，各肋片沿螺旋線布置并向外下傾，軸向每隔2?5倍的管外徑的距離布置一層(每層3個肋片)，相鄰兩層之間在周向上相互錯開60° ;而且從俯視方向看，每一層肋片與相鄰層上的肋片之間有10°的重疊區域。圖4是冷凝管的俯視圖。
[0032]參照圖1，當蒸汽在冷凝管管體1表面發生膜狀凝結時，當地水膜會被薄肋片2斜向上的前端刺破并攔住，凝結液沿薄肋片2往下流的途中，其向外下傾式的設計和疏水性的表面涂層能夠高效率地將凝結液及時從薄肋片2的弧外緣和下端排去，避免了凝結液在管表面增厚；當蒸汽在冷凝管管體1表面發生珠狀凝結時，形成的液滴在重力作用下沿表面滑落，當接觸到向外下傾的具有疏水性表面的薄肋片2時，液滴順勢從薄肋片2表面滾落，避免了液滴在管表面積聚成膜。當凝結液流量較小時，相鄰層的肋片與肋片之間10°的重疊區域，保證了從上一層薄肋片2下端漏流的凝結液順利地被本層薄肋片2接收。
[0033]本發明所提供的一種帶具有疏水性表面螺旋弧形排液薄肋的立式冷凝管，不僅因不會肋片的存在而形成流動死區，而且能夠高效及時地排除凝結液或凝結液滴，大幅增強冷凝管的換熱效果。
[0034]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，包括立式的冷凝管管體(1)，其特征在于，在所述冷凝管管體(1)上間隔設置有一層螺旋薄肋片(2);每層所述螺旋薄肋片(2)沿周向設置有若干螺旋薄肋片(2);相鄰兩層螺旋薄肋片(2)之間在周向上相互錯開。2.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述間隔為2?5倍的冷凝管管體(1)外徑的距離。3.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，在所述冷凝管管體(1)每隔一定間隔處的周向上每隔120°布置一個螺旋薄肋片(2)，所述螺旋薄肋片(2)的跨度為70°。4.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述相鄰兩層螺旋薄肋片(2)之間在周向上相互錯開60°。5.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述螺旋薄肋片(2)為弧形。6.根據權利要求5所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述螺旋薄肋片(2)的螺旋線螺旋角為30?45°。7.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述螺旋薄肋片(2)寬度為5?30_，厚度為0.5?1_。8.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述螺旋薄肋片(2)表面具有疏水性材料涂層。9.根據權利要求1所述的帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，其特征在于，所述螺旋薄肋片(2)相較于與冷凝管管體(1)上螺旋線延伸出來的螺旋曲面下傾30?45°。
【專利摘要】一種帶螺旋薄肋片的立式冷凝管，包括立式的冷凝管管體(1)，在所述冷凝管管體(1)上每隔一定間隔處沿周向設置有若干螺旋薄肋片(2)；相鄰兩層螺旋薄肋片(2)之間在周向上相互錯開一定角度。本發明利用在冷凝管上設置螺旋薄肋片，及時的將凝結液或凝結液珠從換熱表面上排走，顯著提高性能，在動力，化工等領具有較大的節能潛能。同時間斷的薄肋片會對流場造成一定的擾動，增強換熱效果。增加換熱面積，在一定程度上能夠增強換熱效果。
【IPC分類】F28F1/36, F28F13/04
【公開號】CN105387758
【申請號】CN201510981544
【發明人】吳新, 李詩, 孫立, 都藝偉, 劉道潔
【申請人】東南大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月24日