專利名稱：傳熱管、降膜蒸發(fā)器傳熱管及降膜蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳熱管、降膜蒸發(fā)器傳熱管及降膜蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，與材料、信息構(gòu)成現(xiàn)代化社會(huì)的三大支柱。能源不僅是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，而且是衡量綜合國力和人民生活水平以及國家文明發(fā)達(dá)程度的指標(biāo)。石油、化工、動(dòng)力、冶金、制冷等產(chǎn)業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，也均為高能耗的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其能耗約占總能耗的40%。在這些高能耗工業(yè)中，換熱器傳熱性能的高低， 直接影響著工業(yè)系統(tǒng)的能耗水平。在各種不同類型的換熱器中，殼管式換熱器因制造簡(jiǎn)單、 成本低、適用性強(qiáng)以及操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用最為普遍。然而，目前我國工業(yè)系統(tǒng)使用的殼管式換熱器90%以上是采用傳統(tǒng)的弓形隔板光滑管結(jié)構(gòu)。此類換熱器的體積龐大，材耗多，過程系統(tǒng)的能耗也高，亟待改進(jìn)。探索新的強(qiáng)化傳熱機(jī)理并開發(fā)出高效的強(qiáng)化傳熱技術(shù)，是提高換熱器傳熱效能的有效途經(jīng)，這仍然是當(dāng)今傳熱學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。蒸發(fā)是上述高能耗工業(yè)中常見的操作過程，提高蒸發(fā)器的傳熱和蒸發(fā)效率對(duì)于減少設(shè)備投資和節(jié)能降耗都有重要意義。降膜蒸發(fā)技術(shù)屬薄膜蒸發(fā)，由于其壁面液膜發(fā)生相變及液膜的波動(dòng)效果，因而具有較高的傳熱系數(shù)并在海水淡化、石油化工、制冷、能源利用等方面廣泛應(yīng)用。然而，目前這些降膜蒸發(fā)器的傳熱管基本使用光滑管或低肋管等。在蒸發(fā)器實(shí)際運(yùn)行的中、低熱負(fù)荷范圍內(nèi)，光滑管或低肋管等的表面液膜很難發(fā)生沸騰，因而必須采用特殊的沸騰強(qiáng)化管。目前國內(nèi)外對(duì)各種現(xiàn)有的強(qiáng)化傳熱管在降膜蒸發(fā)過程的傳熱傳質(zhì)機(jī)理研究較多。研究?jī)?nèi)容包括管間流型、管外液體繞流成膜特征、管外產(chǎn)生氣體對(duì)流流動(dòng)的影響以及各種結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)對(duì)換熱的影響等。特別是在強(qiáng)化傳熱研究方面，國外學(xué)者已對(duì)Ri;34a、R123等在Turbo-CII管、GEWA-SC管、Finned管和Turbo-B管降膜蒸發(fā)的傳熱性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，對(duì)比光滑管，強(qiáng)化傳熱性能明顯提高，但仍然存在明顯的不足之處。由于目前強(qiáng)化傳熱管均單一針對(duì)冷凝或者沸騰傳熱過程開發(fā)，強(qiáng)化冷凝的傳熱管具有良好的排液和促進(jìn)液膜擾動(dòng)的性能，但不能提供充足的人工氣化核心，強(qiáng)化蒸發(fā)的傳熱管又恰恰相反，而降膜蒸發(fā)傳熱傳質(zhì)的強(qiáng)化需要兩方面性能的綜合提高。此外，用于降膜蒸發(fā)器的傳熱管還需要具有良好的潤濕性能，能使液體在表面上迅速均勻鋪開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種傳熱管，以解決現(xiàn)有傳熱管不能兼具良好的排液、促進(jìn)液膜擾動(dòng)和提供充足的人工氣化核心的性能的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種傳熱管，包括多個(gè)突出于傳熱管管壁外表面上的翅片，多個(gè)翅片與傳熱管管壁外表面之間形成流體流通的通道。進(jìn)一步地，多個(gè)翅片與傳熱管管壁外表面之間形成流體流通的U型的微型通道。進(jìn)一步地，傳熱管管壁外表面上的多個(gè)翅片的結(jié)構(gòu)相同。
進(jìn)一步地，傳熱管管壁外表面上的翅片沿傳熱管軸向方向呈螺旋狀分布在傳熱管管壁外表面上。進(jìn)一步地，傳熱管管壁外表面上的翅片均勻分布在傳熱管管壁外表面上。進(jìn)一步地，翅片為傘狀，翅片包括設(shè)置在管壁外表面上的翅根和與翅根相連的翅尖，翅根為柱狀，翅尖為球冠體。進(jìn)一步地，翅尖的頂面為圓形的拋物曲面。進(jìn)一步地，翅尖頂面圓形半徑為0.4-1.0mm，相鄰的翅尖頂面圓心距離為 0. 8-2. 0mm，翅片的高度為 0. 4-2. 0mm。進(jìn)一步地，傳熱管為降膜蒸發(fā)器的傳熱管。本發(fā)明還提供了一種降膜蒸發(fā)器傳熱管及降膜蒸發(fā)器，該降膜蒸發(fā)器傳熱管及降膜蒸發(fā)器包括前面所述的傳熱管。由于采用了多個(gè)突出于傳熱管管壁外表面上的翅片傳熱管管壁外表面之間形成流體流通通道的結(jié)構(gòu)，提高了蒸發(fā)器的傳熱傳質(zhì)性能，增加了人工活化核心，與普通強(qiáng)化傳熱管相比，可提高降膜蒸發(fā)傳熱系數(shù)20% -50%。另外，由于傳熱管采用了傘狀翅片，破壞了液體傳熱邊界層的穩(wěn)定性，減薄流體傳熱滯流層的厚度，同時(shí)傳熱管還具有良好的潤濕性能，能使液體在表面上迅速均勻鋪開，促進(jìn)了表面液膜的均勻分布，因而提高了傘狀翅片傳熱管的降膜蒸發(fā)傳熱性能。本發(fā)明的傳熱管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。傘狀翅片傳熱管采用機(jī)械滾壓一次成型，加工過程中不存在對(duì)金屬的切削，材料利用率高。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的傳熱管的表面的結(jié)構(gòu)；以及圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的傳熱管的軸向剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。如圖1所示，傳熱管包括多個(gè)突出于傳熱管管壁5外表面上的翅片1，多個(gè)翅片1 與傳熱管管壁5外表面之間形成流體流通通道，例如傘狀翅片頂面與傳熱管壁面之間形成縱橫交錯(cuò)呈U型的微型隧道4，多個(gè)翅片1通過機(jī)械滾壓加工形成，為液體的蒸發(fā)提供了充足的人工活化核心，提高了沸騰傳熱系數(shù)。優(yōu)選地，多個(gè)翅片1與傳熱管管壁5外表面之間形成流體流通的U型的微型通道 4，通道也可以是其它的形狀，通道4為液體的蒸發(fā)提供了充足的人工活化核心，提高了沸騰傳熱系數(shù)；同時(shí)，傘形翅片1之間的空隙有利于液體及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)入通道4內(nèi)蒸發(fā)，這種氣液在傘狀翅片傳熱管表面通道4內(nèi)外的吸吮過程進(jìn)一步增強(qiáng)了液膜的擾動(dòng)。優(yōu)選地，傳熱管管壁5外表面上的多個(gè)翅片1的結(jié)構(gòu)相同，加工制造方便，當(dāng)然翅片1的結(jié)構(gòu)也可以不同。優(yōu)選地，傳熱管管壁5外表面上的翅片1沿傳熱管軸向方向呈螺旋狀分布在傳熱管管壁5外表面上。增大了熱交換的面積，傳熱效率更高，同時(shí)螺旋狀分布使得加工方便。優(yōu)選地，傳熱管管壁5外表面上的翅片1均勻分布在傳熱管管壁5外表面上。優(yōu)選地，翅片1為傘狀，翅片1包括設(shè)置在管壁5外表面上的翅根3和與翅根3 相連的翅尖2，翅根3為柱狀，翅尖2為球冠體。液體在表面張力的作用下能迅速在翅尖2 球冠體表面均勻鋪開。因此，可以使傳熱量和蒸發(fā)量有較大的提高，也可進(jìn)一步減少傳熱面積，降低成本。優(yōu)選地，翅尖2的頂面為圓形的拋物曲面。傳熱管表面是具有連續(xù)斷裂的拋物曲面，流體流過時(shí)其滯流底層會(huì)產(chǎn)生周期性的擾動(dòng)和分離流，破壞了流體傳熱邊界層的穩(wěn)定性，減薄流體傳熱滯流層的厚度，提高了傘狀翅片1傳熱管的對(duì)流換熱系數(shù)。優(yōu)選地，翅尖2頂面圓形半徑為0. 4-1. 0mm，相鄰的翅尖2頂面圓心距離為 0. 8-2. 0mm，翅片1的高度為0. 4-2. 0mm。這樣的傳熱管為液體的蒸發(fā)提供了充足的人工活化核心，提高了沸騰傳熱系數(shù)；同時(shí)，翅片1之間的空隙有利于液體及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)入隧道內(nèi)蒸發(fā)。優(yōu)選地，傳熱管為降膜蒸發(fā)器的傳熱管。傳熱管使降膜蒸發(fā)器的傳熱量和蒸發(fā)量有較大的提高，也可進(jìn)一步減少傳熱面積。本發(fā)明還提供了一種降膜蒸發(fā)器，包括前面所述的傳熱管。這種降膜蒸發(fā)器的傳熱量和蒸發(fā)量有較大的提高，也可進(jìn)一步減少傳熱面積，降低成本。本發(fā)明還應(yīng)用于降膜式的蒸發(fā)換熱過程的傳熱傳質(zhì)設(shè)備，可以大大提高傳熱傳質(zhì)設(shè)備的傳熱量和蒸發(fā)量。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種傳熱管，其特征在于，包括多個(gè)突出于所述傳熱管管壁外表面上的翅片，所述多個(gè)翅片與所述傳熱管管壁外表面之間形成流體流通的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱管，其特征在于，所述多個(gè)翅片與所述傳熱管管壁外表面之間形成流體流通的U型的微型通道(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱管，其特征在于，所述多個(gè)翅片的結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱管，其特征在于，所述多個(gè)翅片沿傳熱管軸向方向呈螺旋狀分布在所述傳熱管管壁外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱管，其特征在于，所述翅片均勻分布在所述傳熱管管壁外表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的傳熱管，其特征在于，所述翅片為傘狀，所述翅片包括設(shè)置在管壁外表面上的翅根和與所述翅根相連的翅尖，所述翅根為柱狀，所述翅尖為球冠體。
7 根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳熱管，其特征在于，所述翅尖的頂面為圓形的拋物曲面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳熱管，其特征在于，所述翅尖頂面圓形半徑為0.4-1. Omm, 所述相鄰的翅尖頂面圓心距離為0. 8-2. 0mm，所述翅片的高度為0. 4-2. 0mm。
9.一種降膜蒸發(fā)器傳熱管，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的傳熱管。
10.一種降膜蒸發(fā)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的傳熱管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傳熱管、降膜蒸發(fā)器傳熱管及降膜蒸發(fā)器。本發(fā)明提供的傳熱管包括多個(gè)突出于所述傳熱管管壁外表面上的翅片。該傳熱管兼具良好的排液、促進(jìn)液膜擾動(dòng)和充足的人工氣化核心的性能，同時(shí)還具有良好的潤濕性能，能使液體在表面上迅速均勻鋪開，可以使傳熱量和蒸發(fā)量有較大的提高，也可進(jìn)一步減少傳熱面積，降低成本。根據(jù)本發(fā)明提供的降膜蒸發(fā)器傳熱管包括上述的傳熱管。根據(jù)本發(fā)明提供的降膜蒸發(fā)器包括上述的傳熱管。
文檔編號(hào)F28F1/12GK102466424SQ201010539439
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者萬仁杰, 劉華, 張孝進(jìn), 張正國, 胡東兵, 胡海利, 胡立書, 許晶, 陳紅, 顏家桃, 高學(xué)農(nóng) 申請(qǐng)人:珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司