一种翅片朝向中心倾斜的汽液两相流换热管制造技术

本发明专利技术提供了一种汽液两相流换热管，所述汽液两相流在换热管中流动，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，所述换热管内设置稳流装置，所述稳流装置包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向流体流动相对的方向延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸，所述尖部延伸方向朝向换热管的中心倾斜。本发明专利技术提供一种新式结构的稳流装置的换热管，通过尖部延伸方向朝向换热管的中心，能够使得翅片的尖部最大程度上进行汽液两相的切割，从而进一步提高本发明专利技术的效果。

A Vapor-liquid Two-phase Flow Heat Exchange Tube with Inclined Fins Toward the Center

The present invention provides a vapor-liquid two-phase flow heat exchanger tube. The vapor-liquid two-phase flow flows in the heat exchanger tube. The vapor phase in the vapor-liquid two-phase flow can condense into liquid phase in the heat exchange process. The heat exchanger tube is provided with a flow stabilizing device. The flow stabilizing device includes a central rod along the central axis of the heat exchanger tube and a plurality of radial rods extending radially along the central rod. A plurality of fins extending from the radial rod to the relative direction of fluid flow are arranged. The fins have a tip which extends in the relative direction of fluid flow and the tip extension direction inclines towards the center of the heat exchange tube. The present invention provides a heat exchanger tube of a novel flow stabilizing device. By extending the tip to the center of the heat exchanger tube, the tip of the fin can be cut to the greatest extent by vapor-liquid two-phase cutting, thereby further improving the effect of the present invention.

【技术实现步骤摘要】
一种翅片朝向中心倾斜的汽液两相流换热管
本专利技术涉及一种管壳式换热器，尤其是涉及一种含有可冷凝汽体的两相流动换热器。
技术介绍
汽液两相流换热广泛地存在于各种换热装置中，汽液两相流在换热过程中因为汽相的存在，会导致换热效率低，恶化换热，流体流动过程不稳定，而且会导致水锤现象的发生。当两相工质的汽液相没有均匀混合且不连续流动时，大尺寸的液团会高速地占据气团空间，导致两相流动不稳定，从而剧烈地冲击设备与管道，产生强烈震动和噪声，严重地威胁设备运行安全。本专利技术人在前面申请中也设计了一些稳流装置，例如多管式稳流装置，参见图7所示。但是此种装置在运行中发现，因为管子之间是紧密结合在一起，因此三根管子之间形成的空间A相对较小，因为空间A是三根管子的凸弧形成，因此空间A的大部分区域狭窄，会造成流体难以进入通过，造成流体短路，从而影响了流体的换热，无法起到很好的稳流作用。同时因为上述结构的多根管子组合在一起，制造困难。因此针对上述问题，本专利技术提供了一种新式结构的稳流装置的换热器，从而解决上述的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新式结构的稳流装置的换热器，在管道内存在汽液两相流动时，减弱汽液两相流换热管内的振动，降低噪声水平，同时强化传热。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种汽液两相流管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，汽液两相流在管程中流动，所述换热管内设置稳流装置，所述稳流装置包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向流体流动相对的方向延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸。作为优选，所述翅片为三角形翅片。作为优选，三角形的一条底边位于径向杆上，与该边对应的角的顶点与该边的中点的连线与径向杆形成的夹角75-135°。作为优选，夹角为90°。作为优选，所述的三角形翅片是等腰三角形翅片，所述等腰三角形的底边位于径向杆上。作为优选，等腰三角形的顶角的大小为A，等腰三角形的底边的长度为Y，相邻等腰三角形之间的距离为J，则满足如下要求：Y/J=d-a*sin(A)3-b*sin(A)2-c*sin(A)；其中sin是三角函数，a,b,c,d是参数；0.353<a<0.358,0.485<b<0.486,0.082<c<0.083，0.403<d<0.404，4<A<33°，0.1765<Y/J<0.4118。作为优选，a=0.3559，b＝0.4859，c=0.08294，d=0.4033。作为优选，径向杆为5-10根，所述径向杆之间的夹角都相等。作为优选，径向杆为8根。作为优选，等腰三角形的底边的长度为换热管内径的0.02-0.03倍。与现有技术相比较，本专利技术的具有如下的优点：1）本专利技术提供一种新式结构的稳流装置的换热管，通过尖部延伸方向朝向换热管的中心，能够使得翅片的尖部最大程度上进行汽液两相的切割，从而进一步提高本专利技术的效果。2）本专利技术提供了一种新式结构的稳流装置，通过稳流装置将两相流体分离成液相和气相，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果。相对于杆翅式稳流装置，进一步提高稳流效果，强化传热，而且制造简单。3）本专利技术通过设置杆翅式稳流装置，相当于在换热管内增加了内换热面积，强化了换热，提高了换热效果。4）本专利技术因为将汽液两相在换热管的整个横截面位置上进行了分割，避免了现有技术中仅仅换热管内壁面进行分割，从而在整个换热管截面上实现扩大汽液界面以及汽相边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动，降低了噪音和震动，强化了传热。5）本专利技术通过在换热管高度方向上设置相邻稳流装置之间的距离、稳流装置的长度、翅片尺寸等参数大小的规律变化，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。6）本专利技术通过在径向方向上设置相翅片尺寸、间距等参数大小的规律变化，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。7）本专利技术通过对杆翅式稳流装置各个参数的变化导致的换热规律进行了广泛的研究，在满足流动阻力情况下，实现减振降噪的效果的最佳关系式。附图说明图1是本专利技术的两相流管壳式换热器的结构示意图；图2是本专利技术的两相流管壳式换热器的换热管结构示意图；图3本专利技术稳流装置结构示意图；图4是本专利技术稳流装置在换热管内布置示意图；图5是本专利技术稳流装置在换热管内布置的另一个示意图。图6是本专利技术稳流装置在换热管内布置横截面示意图。图7是
技术介绍
中的两相流管壳式换热器的结构示意图。附图标记如下：前封头1，封头法兰2，前管板3，壳体4，稳流装置5，换热管6、后管板7，封头法兰8，后封头9，支座10，支座11，管程入口管12，管程出口管13，壳程入口管14，壳程出口管15，中心杆51，径向杆52，翅片53。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。需要说明的是，如果没有特殊说明，本专利技术提到的两相流是汽液两相流，此处的汽相在换热过程中能够冷凝成液相。如图1所示的一种管壳式换热器，所述管壳式换热器包括有壳体4、换热管6、管程入口管12、管程出口管13、壳程入口接管14和壳程出口接管15；多个平行设置的换热管6组成的换热管束连接在前管板3、后管板7上；所述前管板3的前端与前封头1连接，后管板7的后端连接后封头9；所述的管程入口管12设置在后封头9上；所述的管程出口管13设置在前封头1上；所述的壳程入口接管14和壳程出口接管15均设置在壳体4上；两相流的流体从管程入口管12进入，经过换热管进行换热，从管程出口管13出去。如图3-5所示，在换热管6内设置杆翅式稳流装置5。所述杆翅式稳流装置5的结构见图3-4。如图3所示，所述换热管6内设置稳流装置5，所述稳流装置包括沿着换热管6的中心轴向设置中心杆51以及沿着中心杆51向径向延伸的多根径向杆52，所述径向杆52上设置多根从径向杆52向流体流动相对的方向延伸的翅片53，所述翅片53具有尖部，所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸。本专利技术在换热管内设置杆翅式稳流装置，主要是通过杆翅式稳流装置的尖部，将两相流体中的液相和气相进行分离，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果。相对于前面申请的稳流装置，进一步提高稳流效果，强化传热，而且制造简单。本专利技术通过设置杆翅式稳流装置，相当于在换热管内增加了内换热面积，强化了换热，提高了换热效果。本专利技术因为将气液两相在所有换热管的所有横截面位置进行了分割，从而在整个换热管截面上实现气液界面以及气相边界层的分割与冷却壁面的接触面积并增强扰动，大大的降低了噪音和震动，强化了传热。作为优选，如图4-6所示，所述翅片53为三角形翅片。因为三角形翅片本身具有三个尖部，这样可以充分利用尖部向下进行稳流作用。本专利技术通过设置径向杆以及沿着径向杆向外延伸的三角形翅片，可以进一步增加换热面积，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽液两相流换热管，所述汽液两相流在换热管中流动，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，所述换热管内设置稳流装置，所述稳流装置包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向流体流动相对的方向延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸，其特征在于，所述延伸方向朝向换热管的中心倾斜。

【技术特征摘要】
1.一种汽液两相流换热管，所述汽液两相流在换热管中流动，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，所述换热管内设置稳流装置，所述稳流装置包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向流体流动相对的方向延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸，其特征在于，所述延伸方向朝向换热管的中心倾斜。2.如权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片是三角形，三角形的一条底边位于径向杆上，与该边对应的角的顶点与该边的中点的连线与径向杆形成的夹角为75°。3.一种汽液两相流换热管，所述汽液两相流在换热管中流动，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，所述换热管内设置稳流装置，所述稳流装置包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向流体流动相对的方向延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸，其特征在于，同一径向杆上设置多个翅片，所述翅片为相似形，从换热管的中心杆向径向延伸方向上，同一径向杆上的翅片的尺寸越来越大。4.如权利要求3所述的换热管，其特征在于，从换热管的中心杆向径向延伸方向上，同一径向杆上的翅片的尺寸越来越大的幅度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子昂，曲芳仪，刘海，孙蛟，年显勃，江程，李言伟，
申请(专利权)人：青岛金玉大商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37