圓管管翅式換熱器流線型等波幅折線形波紋翅片的制作方法
【專利摘要】一種圓管管翅式換熱器流線型等波幅折線形波紋翅片。在翅片1上按照流線走向從氣流入口到出口連續(xù)沖壓出凸凹相間的流線型折線形凸波紋4和凹波紋5。所有波紋的波幅相同，且是翅片間距的0.1—0.9倍。所述流線是翅片1所對(duì)應(yīng)管翅式換熱器平片翅片側(cè)通道沿管軸向中心截面上管尾不出現(xiàn)回流的流線。波紋區(qū)域邊界8也是流線，且在沖壓前翅片(平片)中心面O—O上，可依據(jù)流函數(shù)值按需確定。凸波紋4、凹波紋5的數(shù)目依據(jù)波紋區(qū)域邊界8的流函數(shù)值按需確定。凸/凹波紋4和5分別關(guān)于管孔2的縱橫中心線對(duì)稱分布。當(dāng)流體流經(jīng)流線型波紋翅片時(shí)，部分流體沿著凸波紋4和凹波紋5形成的流線型通道流動(dòng)，減小了流動(dòng)阻力，提高了翅片的換熱能力。
【專利說(shuō)明】圓管管翅式換熱器流線型等波幅折線形波紋翅片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圓管管翅式換熱器翅片，特別涉及一種圓管管翅式換熱器流線型等波 幅折線形波紋翅片。

【背景技術(shù)】
[0002] 圓管管翅式換熱器廣泛應(yīng)用于化工、空調(diào)、制冷等多個(gè)行業(yè)。在該類換熱器使用過(guò) 程中，一般液體工質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)，氣體在管外側(cè)流動(dòng)。氣體側(cè)熱阻占到此類換熱器總熱阻的 70%-90%，是換熱環(huán)節(jié)的主要熱阻，減小空氣側(cè)的熱阻對(duì)提高換熱器整體換熱性能是非常 重要的。強(qiáng)化翅片可以增加翅片的換熱面積和加強(qiáng)空氣側(cè)的氣流擾動(dòng)，增大空氣側(cè)的換熱， 從而提高換熱器的換熱性能。因此，各種形狀的強(qiáng)化換熱翅片，比如百葉窗、波紋、開縫、渦 產(chǎn)生器、間斷環(huán)面槽、菱形立刺等在換熱器中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
[0003] 圓管管翅式換熱器翅片表面換熱能力差、阻力大的區(qū)域在圓管后部尾流區(qū)。現(xiàn)有 的百葉窗式、開縫式、渦產(chǎn)生器式等強(qiáng)化傳熱翅片通道內(nèi)的流動(dòng)流線性較差，這些強(qiáng)化翅片 在強(qiáng)化傳熱的同時(shí)，引起流動(dòng)的局部阻力較大。因此，圓管管翅式換熱器翅片表面換熱性能 有待進(jìn)一步提1?。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的思路是通過(guò)流線型波紋通道引導(dǎo)流體按流線流動(dòng)，達(dá)到抑制流體脫體、 減小流動(dòng)壓力損失，同時(shí)擴(kuò)展翅片表面積、提高翅片流動(dòng)與換熱綜合性能的目的。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種圓管管翅式換熱器流線型等 波幅折線形波紋翅片，即在所述翅片上按照流線走向從氣流入口到出口連續(xù)沖壓出凸凹相 間的流線型折線形凸波紋4和流線型折線形凹波紋5。
[0006] 所述的流線型翅片1上同一波谷、波峰連線均為流線，波紋區(qū)域邊界8也是流線， 且在沖壓前翅片（平片）中心面0- 0上，可依據(jù)流函數(shù)值按需確定。
[0007] 所述的流線型翅片1上所有波紋的波幅相同，為翅片間距的0. 1-0. 9倍。
[0008] 所述的流線型翅片1上凸折線形波紋4、凹折線形波紋5的橫斷面形狀為折線形型 線。其折線形型線的確定方法是：先把流線9一 15放置在沖壓前翅片（平片）中心面0- 0 上，這些流線和橫截面C-C的交點(diǎn)分別為9' 一15'，按波幅大小垂直中心面0- 0上下移 動(dòng)交點(diǎn)10' -14'分別到10" -14"，最后分別通過(guò)兩點(diǎn)9'和10"，10"和11"，11" 和12"，12"和13"，13"和14"及14"和15'確定凸波紋4及凹波紋5的折線形型線 方程。
[0009] 所述的流線型翅片1的流線是翅片1所對(duì)應(yīng)管翅式換熱器平片翅片側(cè)通道沿管軸 向中心截面管尾不出現(xiàn)回流的流線。
[0010] 所述的流線型翅片1的凸波紋4、凹波紋5的間距或數(shù)目依據(jù)波紋區(qū)域邊界8的函 數(shù)值按需確定。
[0011] 圓管的排列方式可以是順排也可以是叉排。
[0012] 所述的流線型翅片1上沖壓出的凸波紋4、凹波紋5相間分布并且分別關(guān)于圓管孔 2的縱、橫中心線對(duì)稱分布。
[0013] 所述的流線型翅片1上沖壓出圓環(huán)凸臺(tái)3,且在其頂部沖壓出一翻邊7,便于翅片 穿管和確定片距。
[0014] 所述的流線型翅片1上沖壓出圓環(huán)凸臺(tái)3的高度可以變動(dòng)，用于調(diào)節(jié)翅片間距，脹 管后凸臺(tái)緊緊地與圓管接觸，起到固定翅片減小熱阻的作用。
[0015] 流線型翅片與管子組裝后，當(dāng)流體在流線型翅片空間流動(dòng)時(shí)，通過(guò)翅片表面的流 線型凸凹波紋連續(xù)不斷的引導(dǎo)，流體主要沿著流線流動(dòng)，截面流動(dòng)速度較均勻。流體沿著 圓管流動(dòng)，圓管尾部流體的脫體得到了有效的抑制，改善了圓管尾部的換熱、減小了流動(dòng)阻 力。同時(shí)，翅片表面的凸凹波紋增加了翅片表面積，減小了傳熱熱阻，提高了翅片的換熱能 力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是一種圓管管翅式換熱器流線型等波幅折線形波紋翅片。
[0017] 圖2是線形波紋型線確定方法示意圖。
[0018] 圖1中標(biāo)號(hào)：1.翅片；2.翅片上圓管孔；3.圓環(huán)凸臺(tái)；4.流線型凸波紋；5.流線 型凹波紋；6.折線形波紋形狀；7.翻邊；8.波紋區(qū)域邊界。
[0019] 圖2中標(biāo)號(hào)：9一 15流線；9' 一 15'是放置在0- 0面上的流線9一 15和橫截面 C-C的受點(diǎn)；10" -14"是按波幅大小垂直中心面0 -0上下移動(dòng)10' -14^后的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 參見圖1一2,本發(fā)明包括翅片1上的圓管孔2、圓環(huán)凸臺(tái)3、沖壓出的折線形凸波 紋4、凹波紋5。圓環(huán)凸臺(tái)3的高度等于翅片間距，圓環(huán)凸臺(tái)3的頂部略往外翻有一圓角7,便 于翅片穿管及定位。根據(jù)流函數(shù)按需值確定波紋區(qū)域邊界8后，流線型凸波紋4 (實(shí)線）與 凹波紋5 (虛線）按照波紋區(qū)域邊界8的流函數(shù)值按需在波紋區(qū)域邊界8之間相間分布，且 分別關(guān)于孔2的縱、橫中心線對(duì)稱分布。流線型凸波紋4與凹波紋5都沿著流線走向從氣流 入口到出口連續(xù)分布。流線型凸波紋4與凹波紋5的波幅不變，波幅為翅片間距的0. 1-0.9 倍。圓管孔2可以采用叉排或順排方式。流線型凸波紋4與凹波紋5的橫斷面形狀為折 線形。依據(jù)先把流線9一 15放置在沖壓前翅片（平片）中心面0- 0上，這些流線和橫截 面C-C的交點(diǎn)分別為9' -15'，按波幅大小垂直中心面0- 0上下移動(dòng)交點(diǎn)10' -14'分 別到10" -14"，最后分別通過(guò)兩點(diǎn)9'和10"，10"和11"，11"和12"，12"和13"， 13"和14"及14"和15'確定凸波紋4及凹波紋5的折線形型線方程。
[0021] 本發(fā)明在翅片1沖壓成型后，將翅片1經(jīng)圓孔2套裝在圓管上，翅片1間通過(guò)圓環(huán) 凸臺(tái)3定位，通過(guò)脹管、管內(nèi)試壓等一系列常規(guī)工藝之后就完成了整個(gè)管翅式換熱器的制 作。
[0022] 當(dāng)流體流經(jīng)多個(gè)流線型波紋翅片組成的通道時(shí)，通過(guò)流線型波紋翅片表面的折線 形凸波紋4和折線形凹波紋5的連續(xù)不斷的引導(dǎo)，流體主要沿著流線流動(dòng)。通道內(nèi)流體速 度均勻，流動(dòng)平穩(wěn)，可有效抑制圓管尾部流體的脫體，改善了圓管及翅片與流體間的換熱性 能并且能明顯減小流動(dòng)壓力損失。
【權(quán)利要求】
1. 一種圓管管翅式換熱器流線型等波幅折線形波紋翅片，其特征在于：在翅片（1)上 沿流體流線走向連續(xù)沖壓出完整的折線形凸波紋（4)和折線形凹波紋（5);同一波谷、波峰 連線均為流線；所有波紋的波幅相同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流線型翅片（1)，波紋區(qū)域邊界（8)也是流線，且在沖壓前翅 片（平片）中心面0- 0上，可依據(jù)流函數(shù)值按需確定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流線型翅片（1)，其特征是凸波紋（4)、凹波紋（5)的橫斷面 形狀為折線形型線，折線形型線的確定方法是先把流線（9)一（15)放置在沖壓前翅片（平 片）中心面0- 0上，這些流線和橫截面C-C的交點(diǎn)分別為9' 一 15'，按波幅大小垂直中 心面0- 0上下移動(dòng)交點(diǎn)10' -14'分別到10" -14"，最后分別通過(guò)兩點(diǎn)9'和10"， 10"和11"，11"和12"，12"和13"，13"和14"及14"和15，確定凸波紋⑷及凹波 紋（5)的折線形型線方程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流線型翅片（1)，其特征是凸波紋（4)、凹波紋（5)的波幅為 翅片間距的〇. 1-0.9倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流線型翅片（1)，其流線是翅片（1)所對(duì)應(yīng)管翅式換熱器平 片翅片側(cè)通道沿管軸向中心截面上管尾不出現(xiàn)回流區(qū)的流線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流線型翅片（1)，其特征是凸波紋（4)、凹波紋（5)的間距或 數(shù)目依據(jù)波紋區(qū)域邊界（8)的函數(shù)值按需確定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流線型翅片（1)，其特征是沖壓出的凸波紋（4)、凹波紋（5) 相間分布并且分別關(guān)于圓管孔（2)的縱、橫中心線對(duì)稱分布。
【文檔編號(hào)】F28F1/10GK104089515SQ201410378279
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】胡萬(wàn)玲, 王良璧, 張強(qiáng), 郭鵬, 王天鵬, 周文和, 王燁, 張永恒, 王小見, 劉松, 常立民, 林志敏, 武祥, 王良成, 宋克偉, 張昆, 蘇梅 申請(qǐng)人:蘭州交通大學(xué)