复合强化传热管制造技术

本发明专利技术涉及换热器强化传热技术领域，尤其涉及一种强化传热管。复合强化传热管，包括管体，以及设置在管体内部的扭带；所述扭带是金属条的一端固定，另一自由端绕其中心线旋转一定的角度跟长度；管体内部的扭带沿管体轴向以180°或360°为旋转周期布局，每个周期内形成一个扭带单元，同根扭带上相邻两个扭带单元之间的交叉角度为30°~90°。该一种内置扭带的复合强化传热管的管体内部扭带在管中心区域与管壁区域形成大的纵向涡，纵向涡具有低阻高效的特点，从而可实施管内跨距的高强度流体置换，从而达到流场均化，提高近壁处温度梯度，增加管壁传热速率的效果。

Composite enhanced heat transfer tube

The invention relates to the field of heat transfer enhancement heat transfer technology, in particular to an intensified heat transfer tube. The twisted strip is fixed at one end of the strip and rotates at a certain angle and length around its center line at the other free end; the twisted strip inside the tube is rotated along the axial direction of the tube body with 180 or 360 degrees as a rotating cycle, forming a twisted strip unit in each cycle. The intersection angle between the two twisted tape units on the same root twisting band is 30 degrees ~90 degrees. The inner twisted band of a compound enhanced heat transfer tube with a twisted band inside the tube forms a large longitudinal vortex in the central region and the wall region of the tube. The longitudinal vortex has the characteristics of low resistance and high efficiency. Therefore, the high-intensity fluid displacement in the tube can be carried out across the span of the tube, thus achieving the flow field homogenization, increasing the temperature gradient near the wall, and increasing the heat transfer rate on the tube wall. The effect.

【技术实现步骤摘要】
复合强化传热管本专利技术专利申请一件分案申请，原专利技术专利申请案的申请日是2015-10-13，申请号为“2015106576902”，以及专利技术创造名称是《一种内置扭带的复合强化传热管》。
本专利技术涉及换热器强化传热
，尤其涉及一种内置扭带的复合强化传热管。
技术介绍
自20世纪70年代石油危机以来，传热强化技术普遍应用于各行各业用于节能减排，如动力、冶金、石油、化工等传统主体工业领域以及航空、电子、核能等高新技术工业领域。由于工业生产和科学技术发展的需要，传热强化技术在近几十年受到广泛的重视和长足的发展。传热强化技术按其是否需要外功，分为主动强化与被动强化两种类型，其中被动强化技术由于不需要外功，操作方式简单，可靠性强而更为广泛应用，在众多被动强化技术中，管内插入扭带是一种实用的强化传热技术，由于结构简单、性能稳定、易于装拆和维修等优点，可用于现有换热器的技术改造及余热回收强化，也可以用于太阳能热水器、反应器、核冷却器、新能源等众多领域，有广泛的应用前景。但是，现有光滑管内插入扭带大多都是采用单一长扭带，扭带的结构单一，对于层流工况是极为有效的，但是对于湍流工况（Re>10000），单位流阻功耗下，传热速率提升幅度有限，传热综合性能常常低于1，特别是大的雷诺数下，传热综合性能更低。随着强化传热技术的发展，近些年来，国外强化传热的著名学者ArthurE.Bergles提出了第四代强化传热技术，即两种及两种以上强化传热技术的复合，即复合强化传热技术。相对于单一的强化传热技术，如粗糙肋面强化管（包括横纹管、缩放管、螺旋槽管、波纹管等）或单一扭带，复合强化传热技术能够发挥两种技术的优势，叠加传热速率，通过合理设计，能够在合理压降范围内获得比单一强化元件更好的传热综合性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种内置扭带的复合强化传热管，该一种内置扭带的复合强化传热管的管体内部扭带在管中心区域与管壁区域形成大的纵向涡，纵向涡具有低阻高效的特点，从而可实施管内跨距的高强度流体置换，从而达到流场均化，提高近壁处温度梯度，增加管壁传热速率的效果。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种内置扭带的复合强化传热管，包括管体，以及设置在管体内部的扭带；所述扭带是金属条的一端固定，另一自由端绕其中心线旋转一定的角度跟长度；管体内部的扭带沿管体轴向以180°或360°为旋转周期布局，每个周期内形成一个扭带单元，同根扭带上相邻两个扭带单元之间的交叉角度为30°~90°。作为优选，扭带的扭率y=1.5~1.0，扭率y的定义为扭带旋转180°的半节距P与扭带宽度W之比值。作为优选，所述扭带上设置有开孔或扰流物；所述扰流物可以为翼片、锯齿、圆柱状扰流物、圆球状扰流物或钉状扰流物。作为优选，所述管体的外径在20mm以下时，管体内部设有单根扭带。作为优选，所述管体的外径在20~50mm之间时，管体内部设有双重扭带；双重扭带反向相旋，即一根扭带的旋转方向为顺时针旋转，另一根扭带的旋转方向为逆时针旋转。作为优选，所述管体的外径在20~50mm之间时，管体内部设有三重扭带；三重扭带中至少两根扭带反向相旋，即一根扭带的旋转方向为顺时针旋转，一根扭带的旋转方向为逆时针旋转。作为优选，所述管体的外径在50mm以上时，管体内部设有四重扭带；四重扭带呈矩阵状排列，相邻两根扭带反向相旋。作为优选，所述管体的外径在50mm以上时，管体内部设有五重扭带；所述五重扭带包括中心扭带，以及以中心扭带为中心矩阵设置的周边扭带；所述中心扭带为顺时针旋转，相邻的两根周边扭带反向相旋。本专利技术采用上述技术方案，该一种内置扭带的复合强化传热管的管体内部扭带呈周期布局，两个扭带单元之间的交叉角度为30°~90°，扭带在管中心区域与管壁区域形成大的纵向涡，扭带沿流动方向可以诱导产生纵向涡；该结构下，充分发挥了纵向涡强化传热的优势，相对于传统的粗糙管诱导的横向涡，纵向涡具有低阻高效的特点，从而可实施管内跨距的高强度流体置换，从而达到流场均化，提高近壁处温度梯度，增加管壁传热速率的效果。附图说明图1为本专利技术中的单条扭带侧视图。图2为本专利技术扭带的结构参数示意图。图3为本专利技术中复合强化传热管的侧视图。图4为本专利技术中复合强化传热管的立体图。图5为本专利技术实施例1的立体附带局部剖视图。图6为本专利技术实施例1的侧视图。图7为本专利技术实施例1的轴视图。图8为本专利技术实施例1单扭带的侧视图。图9为本专利技术实施例2的立体附带局部剖视图。图10为本专利技术实施例2的侧视图图11为本专利技术实施例2的轴视图。图12为本专利技术实施例2中双扭带的侧视图。图13为本专利技术实施例3的立体附带局部剖视图。图14为本专利技术实施例3的侧视图。图15为本专利技术实施例3的轴视图。图16为本专利技术实施例3中双扭带的侧视图。图17为本专利技术实施例4中交叉双扭带的侧视图。图18为本专利技术实施例4中交叉双扭带一个周期的轴测图。图19为本专利技术实施例5交叉双扭带一个周期的轴测图。图20为本专利技术实施例6交叉双扭带一个周期的轴测图。图21为本专利技术实施例7交叉双扭带一个周期的轴测图。图22为本专利技术实施例8交叉双扭带一个周期的轴测图。图23为本专利技术实施例9的立体附带局部剖视图。图24为本专利技术实施例9的侧视图。图25为本专利技术实施例9的轴视图。图26为实施例9中三扭带的侧视图一。图27为实施例9中三扭带的侧视图二。图28为本专利技术实施例10的立体附带局部剖视图。图29为本专利技术实施例10的侧视图。图30为本专利技术实施例10的轴视图。图31为本专利技术实施例10四扭带的侧视图一。图32为本专利技术实施例10四扭带的侧视图二。图33为本专利技术实施例11的立体附带局部剖视图。图34为本专利技术实施例11的轴视图。图35为本专利技术实施例11五扭带的侧视图一。图36为本专利技术实施例11五扭带的侧视图二。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的优选实施方案作进一步详细的说明。如图1~4所示一种内置扭带的复合强化传热管，包括管体，以及设置在管体内部的扭带；所述扭带是金属条的一端固定，另一自由端绕其中心线旋转一定的角度跟长度；管体内部的扭带沿管体轴向以180°或360°为旋转周期布局，每个周期内形成一个扭带单元，同根扭带上相邻两个扭带单元之间的交叉角度为30°~90°。所述扭带的扭率y=1.5~1.0，扭率y的定义为扭带旋转180°的半节距P与扭带宽度W之比值。扭带上设置有开孔或扰流物；扰流物可以为翼片、锯齿、圆柱状扰流物、圆球状扰流物或钉状扰流物。所述管体内部一般设置有1~5根扭带，具体与管体外径的尺寸相关，如当管体的外径在20mm以下时，管体内部设有单根扭带；当所述管体的外径在20~50mm之间时，管体内部设有双重扭带；双重扭带反向相旋，即一根扭带的旋转方向为顺时针旋转，另一根扭带的旋转方向为逆时针旋转。当所述管体的外径在20~50mm之间时，管体内部设有三重扭带；三重扭带中至少两根扭带反向相旋，即一根扭带的旋转方向为顺时针旋转，一根扭带的旋转方向为逆时针旋转。当所述管体的外径在50mm以上时，管体内部设有四重扭带；四重扭带呈矩阵状排列，相邻两根扭带反向相旋。当所述管体的外径在50mm以上时，管体内部设有五重扭带；所述五重扭带包括中心扭带，以及以中心扭带为中心矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合强化传热管，包括管体，以及设置在管体内部的扭带；其特征在于：所述管体为正弦纹管或余弦纹管，其正弦纹或余弦纹肋高为0.5~2mm，肋纹振幅为8~20 mm，圆周方向上的周期个数为2~8个，流向上的节距为10~50mm；所述扭带是金属条的一端固定，另一自由端绕其中心线旋转一定的角度跟长度；管体内部的扭带沿管体轴向以180°或360°为旋转周期布局，每个周期内形成一个扭带单元，同根扭带上相邻两个扭带单元之间的交叉角度为30°~90°；扭带的扭率y=1.5~1.0，扭率y的定义为扭带旋转180°的半节距P与扭带宽度W之比值；所述扭带上设置有开孔或扰流物；所述扰流物为翼片、锯齿、圆柱状扰流物、圆球状扰流物或钉状扰流物；所述管体的外径在20~50mm之间，管体内部设有三重扭带；三重扭带中至少两根扭带反向相旋，即一根扭带的旋转方向为顺时针旋转，一根扭带的旋转方向为逆时针旋转。

【技术特征摘要】
1.复合强化传热管，包括管体，以及设置在管体内部的扭带；其特征在于：所述管体为正弦纹管或余弦纹管，其正弦纹或余弦纹肋高为0.5~2mm，肋纹振幅为8~20mm，圆周方向上的周期个数为2~8个，流向上的节距为10~50mm；所述扭带是金属条的一端固定，另一自由端绕其中心线旋转一定的角度跟长度；管体内部的扭带沿管体轴向以180°或360°为旋转周期布局，每个周期内形成一个扭带单元，同根扭带...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪宇翔，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33