扭片翅片管及其翅片管换热管束制造技术

本实用新型专利技术公开了一种扭片翅片管及其翅片管换热管束，扭齿翅片管包括：基管部和翅片部，基管部，以及翅片部，其中，翅片部包含多个沿预定路径固定设置在外壁上并沿基管径向向外延伸的扭片，和多个形成在沿预定路径方向上相邻的两个扭片之间并延伸至基管外壁的开口槽，翅片部的这种结构使得翅片管的翅化比得到大幅提高，同时，扭片顶端相对于底端扭转一定角度，大幅度增强了翅片对管外气流的扰动和换热，使得扭片翅片管具有优异的强化换热性能。

【技术实现步骤摘要】
扭片翅片管及其翅片管换热管束
本技术涉及一种翅片管，具体涉及一种扭片翅片管及其翅片管换热管束。
技术介绍
螺旋翅片管和钉翅管统称为扩面管，是一种分别通过在基管上缠绕翅片或焊接钉头的方法来达到增加换热面积的传热元件。广泛应用于石油、化工、电力、冶金、纺织等行业的换热装置中。螺旋翅片管由带状金属翅片在基管表面螺旋缠绕而成。螺旋翅片管制造方便且翅化比较大，可明显降低管外气体侧换热热阻，因此在各类气体换热装置中被广泛应用。按翅片管强化换热基本原理，提高换热管翅化比可降低管外气体侧热阻，从而使换热管束的金属耗量更少、体积更紧凑。提高螺旋翅片管翅化比可通过减小翅片间距和提高翅片高度二种途径实现。然而，翅片间距的减小受到管外气流含灰含尘情况的限制，过小的翅片间距会使翅片管在工作中严重堵灰。同时，翅片高度的提高受到翅片金属延展性的限制，尤其对于钢质翅片，为保证翅片管制造时不发生翅片顶部歪斜或撕裂等，不得不选用很低的翅片高度，以及相应较低的换热管翅化比。钉翅管由基管外焊接大量销钉状翅片而成。与螺旋翅片管相比，作为翅片的销钉长度不会受到金属延展性较低的限制，因此可通过增加销钉的长度增大翅片管有效传热面积，而且，管外气流易于渗入翅片根部充分冲刷翅片表面，抗积灰性能较优。但是，钉翅管上的销钉通常为圆柱形结构，与螺旋翅片管相比，换热管翅化比较小。另外，由于销钉与基管焊接时需要一根根地单独焊接，制造效率低下，使得钉翅管的制造成本较高。针对上述螺旋翅片管和钉翅管的不足，现有技术公开了一种L型锯齿螺旋翅片管。这种L型锯齿螺旋翅片管在开齿翅片绕制前需增加一道翅片折弯工序，在翅片开齿段与连续段交界处进行折弯，绕制时翅根折弯部分与基管表面紧贴，绕制后锯齿的径向长度与翅片的径向长度相等，即锯齿延伸至基管的外侧壁。由于开齿翅片绕制时可自然张开，避免了带状连续翅片绕制时的翅片金属变形，因而L型锯齿螺旋翅片管易于制造。L型锯齿螺旋翅片管在结构特征上与钉翅管相似，但此时钉翅是矩形截面的片状翅片，故与传统销钉翅片管相比翅化比较大；而且，由于L型锯齿螺旋翅片管由开齿翅片连续缠绕制得，故翅片管制造成本较传统销钉翅片管大幅降低。另外，L型锯齿螺旋翅片管中翅片与基管之间的连接面积较大，有利于翅片与基管通过焊接牢固连接。上述L型锯齿螺旋翅片管虽然对增大螺旋翅片管翅化比和降低制造难度有利，然而，由于L型锯齿螺旋翅片管中的锯齿为平直翅片，锯齿走向与翅片螺旋缠绕的走向基本平行，故在相同的翅片管结构及管束布置结构下，L型锯齿螺旋翅片管束的“换热量/流体输运功耗”综合换热性能与传统的连续螺旋翅片管束近于相同。这主要是因为平直状锯齿对基管外气流的扰动作用微弱，进而对翅片表面对流换热的强化效果较差所致。因而在相同的翅片管金属耗量下比较时，这种锯齿螺旋翅片管的强化换热效果十分有限。
技术实现思路
本技术是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种对基管外气流能够有效扰动并强化换热的扭片翅片管及其翅片管换热管束，从而在实现螺旋翅片管易于制造和翅化比更大的基础上，进一步提高螺旋翅片管“换热量/流体输运功耗”综合换热性能。为了达到上述目的，本技术采用了以下技术方案:< 结构一 >本技术提供了一种扭片翅片管，具有这样的特征，包括:基管部，以及翅片部，沿着预定路径围绕基管部的外壁螺旋设置，其中，翅片部包含多个沿预定路径固定设置在外壁上并沿基管径向向外延伸的扭片，和多个形成在沿预定路径方向上相邻的两个扭片之间的开口槽，扭片的顶端相对于预定路径扭转一定角度，开口槽延伸至基管部的外壁。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，扭片的下片体弯折固定在外壁上，上片体沿基管径向向外延伸。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，扭片扭转角度的范围为1°至90°。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，每相邻的两个扭片的扭转方向为相同和相反中的任意一种。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，每相邻两个扭片扭转的角度不同。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，顶端的顶缘为呈梯形，圆弧形，锯齿形，波浪形中的任意一种形状。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，多个开口槽中至少一个开口槽的形状与其它开口槽的形状不同。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，扭片的侧壁具有凹凸不平的表面。〈结构二〉进一步地，本技术还提供了一种扭片翅片管，具有这样的特征，包括:基管部，呈圆管状；以及翅片部，包含多圈分别沿基管部的轴向以预定间距套装在基管部的外壁上的翅片，其中，每圈翅片包含多个固定设置在外壁上并沿基管径向向外延伸的扭片，和多个形成在每相邻的两个扭片之间的开口槽，扭片的顶端相对于底端扭转一定角度，开口槽延伸至基管部的外壁。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，扭片的下片体弯折固定在外壁上；上片体沿基管径向向外延伸。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，扭片扭转角度的范围为1°至90°。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，每相邻的两个扭片的扭转方向为相同和相反中的任意一种。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，每相邻两个扭片扭转的角度不同。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，顶端的顶缘为呈梯形，圆弧形，锯齿形，波浪形中的任意一种形状。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，多个开口槽中至少一个开口槽的形状与其它开口槽的形状不同。在本技术提供的扭片翅片管中，还可以具有这样的特征:其中，扭片的侧壁具有凹凸不平的表面。<结构三>更进一步地，本技术还提供了一种翅片管换热管束，具有这样的特征，包括:至少三个扭片翅片管，其中，扭片翅片管为〈结构一 > 和〈结构二 >中的任意一种扭片翅片管，翅片管换热管束为顺列布置，错列布置以及不等间距布置中的任意一种。技术的作用与效果根据本技术提供的扭片翅片管，因为翅片部设置在基管部的外壁上，翅片部的多个扭片向基管部的外部延伸，并且每相邻的两个扭片之间形成由基管部的外壁处一直延伸到扭片的顶端处的开口槽，使得扭片翅片管可选用较大的翅片高度从而使螺旋翅片管的翅化比得到大幅提高，同时降低了扭片翅片管的制造难度，另外，扭片的顶端相对于预定路径扭转一定角度，这种扭片在明显强化翅间流体横向混合的同时，对气流纵向绕流翅片管换热管束的流场周期性地进行横向扰动，从而使得翅片侧换热得到显著增强，而且，扭片的扭转角度具有沿扭片的底端至顶端逐渐增大的结构特点，使得扭片对翅片顶部区域流体的扰动较强，对靠近基管部翅片根部区域流体的扰动较弱，这与流体横掠翅片管束绕流流场中靠近基管部翅片根部区域流体湍流度较高不宜横向扰动过大，而翅片顶部区域流体湍流度较低宜强化其横向扰动及换热的固有特点正好吻合，由此在较小的流体输运功耗增加下获得了较大的换热量增大收益，达到了翅片管束管外流动与换热的最佳组织，使得扭片翅片管的“换热量/流体输运功耗”综合换热性能得以明显提高。【附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭片翅片管,其特征在于，包括：基管部，呈圆管状；以及翅片部，沿着预定路径围绕所述基管部的外壁螺旋设置，其中，所述翅片部包含多个沿所述预定路径固定设置在所述外壁上并向外延伸的扭片，和多个形成在沿所述预定路径方向上相邻的两个扭片之间的开口槽，所述扭片的顶端相对于所述预定路径扭转一定角度，所述开口槽的底端延伸至所述外壁。

【技术特征摘要】
1.一种扭片翅片管，其特征在于，包括: 基管部，呈圆管状；以及 翅片部，沿着预定路径围绕所述基管部的外壁螺旋设置， 其中，所述翅片部包含多个沿所述预定路径固定设置在所述外壁上并向外延伸的扭片，和多个形成在沿所述预定路径方向上相邻的两个扭片之间的开口槽， 所述扭片的顶端相对于所述预定路径扭转一定角度，所述开口槽的底端延伸至所述外壁。2.一种扭片翅片管，其特征在于，包括: 基管部，呈圆管状；以及 翅片部，包含多圈分别沿所述基管部的轴向以预定间距套装在所述基管部的外壁上的翅片， 其中，每圈所述翅片包含多个固定设置在所述外壁上并向外延伸的扭片，和多个形成在每相邻的两个扭片之间的开口槽， 所述扭片的顶端相对于底端扭转一定角度，所述开口槽的底端延伸至所述外壁。3.根据权利要求1或2所述的扭片翅片管，其特征在于: 其中，所述扭片的下片体弯折固定在所述外壁上，上片体向外延伸。4.根据权利要求1或2所述的扭片翅片管，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：马有福，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31