專利名稱：換熱管內(nèi)置彈簧式管殼換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器，具體的是涉及一種換熱管內(nèi)置彈簧式管殼換熱器，通過 插入物擾動強(qiáng)化技術(shù)以增強(qiáng)擾動強(qiáng)化傳熱。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)生產(chǎn)中，各類換熱器被廣泛應(yīng)用來進(jìn)行熱交換，其中以管殼式換熱器應(yīng)用最為 普遍。為了提高換熱器的換熱系數(shù)，科技工作者們從表面結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、插入物擾動強(qiáng)化、振動 強(qiáng)化等多個(gè)方面展開了研究，其中插入物強(qiáng)化主要以插入絲帶為主，此類強(qiáng)化多數(shù)還不能有 效利用流動中的脈動壓力，且積垢問題依然沒有解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種換熱管內(nèi)置彈簧式管殼換熱器， 其可以有效地利用流動壓力脈動變化增強(qiáng)擾動，同時(shí)具有擾動除垢的作用，以強(qiáng)化換熱器傳 熱過程。
本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為換熱管內(nèi)置彈簧式換熱器，包括有殼 體、上下封頭、管板和換熱管，所述的殼體的兩端分別經(jīng)由管板與上下封頭相連接，換熱管 的上下兩端分別固定在管板上，其特征在于，換熱管的內(nèi)部設(shè)置有一彈簧且布置于換熱管中 心，彈簧的一端固定在換熱管入水口端面的彈簧懸架上，彈簧另一端屬自由端且擺放在換熱 管的出水口附近。
按上述方案，彈簧的共振頻率與通過換熱管的流體壓力脈動頻率一致或趨于一致。 本發(fā)明所述的彈簧在進(jìn)行剛性選擇時(shí)遵循原則是振動過程中滿足強(qiáng)度要求前提下盡可 能使剛度值小；彈簧的共振頻率選擇遵循原則是彈簧的共振頻率與通過換熱管的流體壓力 脈動頻率一致(最佳)或趨于一致，至少應(yīng)保證彈簧的共振頻率在流體壓力脈動頻率范圍內(nèi)； 通過遵循上述兩個(gè)原則，可以通過流體脈動引起彈簧共振增強(qiáng)流體擾動，達(dá)到強(qiáng)化傳熱、抑 制積垢和除垢目的。
本發(fā)明的工作原理是壓力脈動變化的流體由管程入口流入后，分別進(jìn)入各個(gè)傳熱管， 由于流體的壓力脈動頻率與換熱管中彈簧的共振頻率一致或趨于一致，因而換熱管會很快共 振或趨于共振，且保持這種振動狀態(tài)；彈簧的振動從而擾動管中流體，使得流動湍流度增強(qiáng)， 從而強(qiáng)化傳熱和沖刷換熱管內(nèi)壁面上的舊垢層，同時(shí)抑制新塘層形成。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于
本發(fā)明在普通管殼式換熱器通過簡單結(jié)構(gòu)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)較好的強(qiáng)化傳熱和除垢效果，且不需要額外能量供給，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1中換熱管A向放大視圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步介紹本發(fā)明，但是實(shí)施例不會構(gòu)成對本發(fā)明的限制。 在圖l-2中，換熱管內(nèi)置彈簧式換熱器，主要由殼體l、上下封頭(2、 11)、管板4、換 熱管8等組成，其中殼體的上下兩端分別經(jīng)由管板與上下封頭相連接，換熱管的上下兩端分 別固定在管板上，換熱管8入水口端面上安裝有彈簧懸架10，彈簧9 一端懸掛在彈簧懸架10 上，彈簧9另一端屬自由端并擺放在換熱管8出水口附近，彈簧體直徑比換熱管內(nèi)徑小且布 置于換熱管的中心。彈簧9的剛性及共振頻率選擇，需參考管程中流體壓力脈動值及脈動頻 率，其遵循的原則是，振動過程中滿足強(qiáng)度要求前提下盡可能使剛度值小，彈簧的共振頻率 與通過換熱管的流體壓力脈動頻率一致或趨于一致，至少應(yīng)保證彈簧的共振頻率在流體壓力 脈動頻率范圍內(nèi)；通過遵循上述2個(gè)原則，可以通過流體脈動引起彈簧共振增強(qiáng)流體擾動， 達(dá)到強(qiáng)化傳熱、抑制積垢和除垢目的。
殼程的流體由殼程入口 7進(jìn)入殼體后由殼程出口 5流出；管程的流體先由管程入口 3進(jìn) 入封頭2內(nèi)，在封頭2中進(jìn)入換熱管8后，再從換熱管8中流出到另一端的封頭11中，最后 由管程出口 6流出；管程與殼程中流體流動的方向如圖中箭頭標(biāo)示方向。
權(quán)利要求
1、換熱管內(nèi)置彈簧式換熱器，包括有殼體(1)、上下封頭(2、11)、管板(4)和換熱管(8)，所述的殼體的兩端分別經(jīng)由管板與上下封頭相連接，換熱管的上下兩端分別固定在管板上，其特征在于，換熱管的內(nèi)部設(shè)置有一彈簧且布置于換熱管中心，彈簧的一端固定在換熱管入水口端面的彈簧懸架上，彈簧另一端屬自由端且擺放在換熱管的出水口附近。
2、 按權(quán)利要求l所述的換熱管內(nèi)置彈簧式換熱器，其特征在于所述的彈簧的共振頻率與 通過換熱管的流體壓力脈動頻率一致或趨于一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器，具體的是涉及一種換熱管內(nèi)置彈簧式管殼換熱器，通過插入物擾動強(qiáng)化技術(shù)以增強(qiáng)擾動強(qiáng)化傳熱，包括有殼體、上下封頭、管板和換熱管，所述的殼體的兩端分別經(jīng)由管板與上下封頭相連接，換熱管的上下兩端分別固定在管板上，其特征在于，換熱管的內(nèi)部設(shè)置有一彈簧且布置于換熱管中心，彈簧的一端固定在換熱管入水口端面的彈簧懸架上，彈簧另一端屬自由端且擺放在換熱管的出水口附近。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明在普通管殼式換熱器通過簡單結(jié)構(gòu)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)較好的強(qiáng)化傳熱和除垢效果，且不需要額外能量供給，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便。
文檔編號F28D7/10GK101464101SQ20091006061
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者喻九陽, 徐建民, 俠 楊, 雯 熊, 王成剛 申請人:武漢工程大學(xué)