一种椭圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片，根据扩展翅片表面和引导流体流动的需要，在翅片上从气流入口到出口挤压出完整的横断面为折线形的流线型凸波纹4和凹波纹5。同一波谷、波峰连线均为流线。流线是翅片1所对应管翅式换热器平片翅片侧通道沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线。凸波纹4、凹波纹5沿纵向的波幅以所需波形16变化，波幅沿横向以需要波形17包络波纹谷峰变化。流线型折线形波纹翅片可有效地改善流体流动的流线性，减小了流动阻力，翅片表面的凸/凹波纹增加了翅片表面积，减小了传热热阻，提高了翅片的整体换热能力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种椭圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片，根据扩展翅片表面和引导流体流动的需要，在翅片上从气流入口到出口挤压出完整的横断面为折线形的流线型凸波纹4和凹波纹5。同一波谷、波峰连线均为流线。流线是翅片1所对应管翅式换热器平片翅片侧通道沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线。凸波纹4、凹波纹5沿纵向的波幅以所需波形16变化，波幅沿横向以需要波形17包络波纹谷峰变化。流线型折线形波纹翅片可有效地改善流体流动的流线性，减小了流动阻力，翅片表面的凸/凹波纹增加了翅片表面积，减小了传热热阻，提高了翅片的整体换热能力。【专利说明】椭圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片
本专利技术涉及椭圆管管翅式换热器翅片。特别涉及一种椭圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片。
技术介绍
管管翅式换热器广泛应用于化工、空调、制冷等多个行业。该类换热器工作时，液体工质在管内流动，气体在管外侧流动。气体侧热阻占到此类换热器总热阻的70% -90%,是换热环节的主要热阻。从而，减小空气侧的热阻对提高换热器整体换热性能是非常重要的。通常通过增加翅片的换热面积和加强空气侧的气流扰动，增大空气侧的换热，提高换热器的换热性能。以此为目的，设计了各种形状的强化换热翅片，比如，百叶窗、横向波纹、开缝、涡产生器、间断环面槽、菱形立刺等。 椭圆管管翅式换热器由于其管子几何结构和圆管相比具有一定的流线性特点，但当管子尺寸变大或流速提高时，流动的流线性变差，流体掠过椭圆管流动时的脱体引起流动压力损失较大，并在椭圆管尾部形成不利于传热的回流区。现用翅片不能改善流体流经翅片侧的流线性。因此，椭圆管管翅式换热器翅片表面换热性能有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的思路是通过在椭圆管管翅式换热器翅片表面冲压出流线型波纹引导流体按流线流动，达到提高流体流动流线性，减小流动压力损失，提高翅片换热能力的目的。 为达到上述目的本专利技术采用的技术方案是在翅片I上按照流线走向从气流入口到出口连续冲压出凸凹相间的流线型折线形凸波纹4和流线型折线形凹波纹5 ;同一波谷、波峰连线均为流线，波纹区域边界8也是流线，且在冲压前翅片(平片)中心面O— O上，以流函数值按需确定。 流线型凸波纹4和凹波纹5的波幅在流线方向以一定波形16变化，比如，在流速高的区域(椭圆管周围区域)波幅较小，在流速低的区域(前后排椭圆管之间区域)波幅较大。 不同的流线型凸波纹4和凹波纹5的波幅沿横向按适宜波形17包络波纹谷峰变化，比如，在远离管子的区域的波纹波幅较大，在靠近管附近区域的波纹波幅较小。 所述的流线型翅片I的凸波纹4、凹波纹5的最小波幅为翅片间距的0.1—0.9倍。 所述的流线型翅片I的凸波纹4、凹波纹5的横断面形状为折线形。其折线形型线的确定方法是:先把流线9一 15放置在冲压前翅片(平片)中心面O— O上，这些流线和横截面A-A的交点分别为9' 一 15'，按波幅大小垂直中心面O— O上下移动交点10'-1f分别到10" —14"，最后分别通过两点9'和10"，10"和11"，11"和12"，12"和13"，13"和14"及14"和15'确定凸波纹4及凹波纹5的折线形型线方程。 所述的流线型翅片I的流线是翅片I所对应管翅式换热器平片翅片侧通道沿管轴向中心截面上管尾不出现回流区的流线。 所述的流线型翅片的凸波纹4、凹波纹5间距或数目依据波纹区域边界8的流函数值按需确定。 所述的流线型翅片I上冲压出的凸波纹4、凹波纹5相间分布并且分别关于孔2的纵、横中心线对称分布。 所述流线型翅片I上冲压出椭圆环凸台3，且在其顶部冲压出一翻边7，便于翅片穿管和确定片距。 所述流线型翅片I上冲压出椭圆环凸台3的高度可以变动，用于调节翅片间距，焊接后凸台紧紧地与椭圆管接触，起到固定翅片减小热阻的作用。 流线型翅片与管子组装后，当流体在多层流线型翅片间流动时，通过翅片表面的流线型凸凹波纹连续不断的引导，部分流体沿着既定流线流动，减小了流动阻力。同时，流线型波纹波幅沿着流线方向按照适宜曲线波形周期变化及不同波纹波幅沿横向按适宜波形包络波纹谷峰的变化进一步减小了流动阻力。翅片表面凸凹波纹增加了翅片表面面积，减小了传热热阻，提闻了翅片的换热能力。 【专利附图】【附图说明】 图1是一种椭圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片。 图2是折线形波纹型线确定方法示意图。 图1中标号:1.翅片；2.翅片上捕圆管孔；3.捕圆环凸台；4.凸波纹；5.凹波纹； 6.波纹形状；7.翻边；8.波纹区域边界；16.波幅沿纵向变化波形；17.波幅沿横向变化包络波峰、波谷波形。 图2中标号:9一 15流线；9' 一 15'是放置在在O— O面上的流线9一 15和横截面A-A的交点；10" —14"是按波幅大小垂直中心面O —O上下移动10' —14'后的对应点。 【具体实施方式】 参见图1一2，本专利技术包括翅片I上的椭圆管孔2、椭圆环凸台3、冲压出的流线型凸波纹4、凹波纹5以及波纹形状6。椭圆管孔2可以采用叉排或顺排方式。椭圆环凸台3的高度等于翅片间距，起到翅片定位的作用。椭圆环凸台3的顶部略往外翻有一翻边7，便于翅片穿管和翅片定位。流线型凸波纹4 (实线)与凹波纹5 (虚线)按照流函数值以一定规律在波纹区域边界8之间相间分布，且分别关于孔2的纵、横中心线对称分布。流线型凸波纹4与凹波纹5都沿着流线走向从气流入口到出口连续分布。流线型凸波纹4与凹波纹5的波幅沿着纵向按照所需曲线波形16周期变化，比如，在流速高的区域(椭圆管周围区域)降低波幅，在流速低的区域(前后排椭圆管之间区域)增加波幅。不同的流线型凸波纹4和凹波纹5的波幅沿横向按需要波形17包络波纹谷峰变化，比如，在远离管子的区域的波纹波幅较大，在靠近管附近区域的波纹波幅较小。波纹最大波幅为翅片间距的0.1— 0.9倍。根据先把流线9一 15放置在冲压前翅片(平片)中心面O— O上，这些流线和横截面A-A的交点分别为9' 一 15'，按波幅大小垂直中心面O—O上下移动交点10' —14'分别到10" —14"，最后分别通过两点9'和10"，10"和11"，11"和12"，12"和13"，13"和14"及14"和15'确定凸波纹4及凹波纹5的折线形型线方程。 本专利技术在翅片I冲压成型后，将翅片I经椭圆孔2套装在椭圆管上，翅片I间通过椭圆环凸台3定位，通过焊接、管内试压等一系列常规工艺之后就完成了整个管翅式换热器的制作。 流线型波纹翅片的工作原理是:当流体在流线型波纹翅片之间的通道内流动时，通过翅片表面的横断面为折线形的凸波纹4和凹波纹5的连续不断的引导，通道内部分流体在凸波纹4和凹波纹5形成的流线型通道内流动，通道内流动平稳，流量分配较为均匀，有效抑制了椭圆管尾部流体的脱体，明显减小了流动阻力。流线型波纹的波幅沿纵向和横向变化更进一步减小了流动在壁面的切应力，使流动阻力进一步减少。同时，折线形的凸波纹4和凹波纹5增加了翅片表面积、减小了翅片侧传热热阻，且流体流线型流动使得椭圆管后不易产生回流区，椭圆管后部翅片的换热性能也得到明显提高。以上专利技术使得流线型波纹翅片具有较好的流动与传热性能。【权利本文档来自技高网...
【技术保护点】
椭圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片，其特征在于：在翅片(1)上按照流线走向从气流入口到出口连续冲压出凸凹相间的流线型折线形凸波纹(4)和流线型折线形凹波纹(5)；同一波谷、波峰连线均为流线；波纹的波幅在纵向变化；沿横向不同波纹的波幅变化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，王良璧，常立民，林志敏，宋克伟，胡万玲，张永恒，武祥，刘松，苏梅，王良成，张强，张昆，王烨，周文和，王天鹏，王小见，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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