交错凹面管管壳式换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交错凹面管管壳式换热器，包括壳体、与所述壳体固定连接的左管板和右管板，左管板和右管板之间固定有与壳体轴线平行且两端与左、右封头相通的若干组换热管，换热管由折流板固定支撑，所述换热管管体外壁设有左右对称的左凹面和右凹面以及上下对称的上凹面和下凹面。本实用新型专利技术公开的交错凹面管管壳式换热器，在管体外壁的左右和上下交错设置球形凹面，管体内形成与管体外壁凹面相对应的球形凸面，使管体内流体速度的大小和方向发生周期性的改变，增强了流体的湍流程度，在边界层内速度矢量和温度梯度矢量的夹角变小，传热场协同作用加强，尤其能提高含尘气体之间的热交换效率，易清洗且生产工艺简单，成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及换热器领域，特别涉及一种交错凹面管管壳式换热器。
技术介绍
目前换热设备中所使用的换热管大部分是光滑管，也有一些强化传热管，比如缩放管、横纹管、波节管等，光滑管的缺点是对流换热系数小，而缩放管、横纹管、波节管等强化传热管的对流传热系数虽有提高，但阻力也增大，容易结垢，而且各自用于不同的传热介质，适用范围窄，目前已有的换热管的换热效率比较低，如单向螺旋线的换热管冷却介质在流动时受螺旋线的扰动，形成一定程度的紊流，增加了换热效果，但扰动较小，在管中心处仍以层流形式流动；而管内增加插入物虽然换热效果较好，但增加了流动阻力，另外管内结垢后难以清洗，特别是以气体为传热介质时传热系数小，传热速率低。
技术实现思路
本技术的任务是提供一种适用多种流体，流动阻力小易清洗且能提高管体中心流体扰动，传热效果好，尤其适用于提高含尘气体的热交换效率的交错凹面管管壳式换热器以解决现有技术存在的不足。本技术通过以下技术方案来实现技术目的：一种交错凹面管管壳式换热器，包括壳体、与所述壳体固定连接的左管板和右管板，左管板和右管板之间固定有与壳体轴线平行且两端与左、右封头相通的若干组换热管，换热管由折流板固定支撑，所述换热管管体外壁设有左右对称的左凹面和右凹面以及上下对称的上凹面和下凹面。进一步地，所述左凹面和右凹面与上凹面和下凹面交错设置，管体内壁相应形成左右对称的左凸面和右凸面以及上下对称的上凸面和下凸面，由此，管体内形成的与管体外壁凹面相对应的凸面，使管体内流体速度的大小和方向发生周期性的改变，增强了流体的湍流程度，在边界层内速度矢量和温度梯度矢量的夹角变小，传热场协同作用加强，提高了对流换热系数。进一步地，所述左凹面、右凹面、上凹面和下凹面均呈半球形或半椭球形，所有凹面与管体经圆弧光滑连接，由于所有凹面呈半球形或半椭球形且与管体通过圆弧光滑连接，流体阻力小，在管体内形成上下、左右对称的所有凸面使管体内流体不断改变流动方向，不易结垢，便于清洗。进一步地，所述换热管管体外壁的所有凹面均是以直管为基管经挤压而形成，由此生产工艺简单，成本较低。进一步地，所述管体由铜管、不锈钢管或无缝钛管制作。可适用于多种性质的流体，延长换热管的使用寿命。进一步地，所述左凹面和右凹面与上凹面和下凹面之间形成交错凹面管段，所述交错凹面管段的节距为1～3倍的凹面直径，由此使管体内相对应的交错凸面管段能连续改变流体流动方向，强化了管内中心处流体的传热，交错凹面管段的节距可长可短，视对换热器的阻力要求而定，沿管体长度方向均匀分布，凹面节距过大，不能有效提高对流换热系数，节距过小会加大流体沿程阻力的增幅。进一步地，所述左封头和右封头端部分别设有管程入口和管程出口，壳体上方左端和壳体下部右端分别设有壳程出口和壳程入口。进一步地，所述换热管为正方形或三角形排列，所述折流板为弓形或圆盘-圆环形。本技术提供的交错凹面管管壳式换热器具有以下优点：1、在换热管的管体外壁的左右和上下交错设置球形凹面，管体内形成与管体外壁凹面相对应的球形凸面，使管体内流体速度的大小和方向发生周期性的改变，增强了流体的湍流程度，在边界层内速度矢量和温度梯度矢量的夹角变小，传热场协同作用加强，提高了对流换热系数。2、由于换执管管体上凹面与管体均为光滑连接，流体阻力小，且在管体内相对应形成上下、左右对称的球形凸面，管内流体不断改变流动方向，加强了流体扰动，提高了对流换热系数，且不易结垢和积灰，尤其适用于提高含尘气体的热交换效率。3、左、右凹面与上、下凹面之间形成交错凹面管段，交错凹面管段的凹面节距为1～3倍的凹面直径，使管体内相对应的交错凸面管段能连续改变流体流动方向，强化了管体内中心处流体的传热。4、交错凹面管加工简单，交错凹面管管壳式换热器制造和装配工艺与传统光滑管管壳式换热相同，无需增加额外的工艺。附图说明图1为本技术一种实施方式的结构示意图；图2为图1中换热管的结构示意图；图3为图2中剖面A1-A1处的剖面放大示意图；图4为图2中剖面A2-A2处的剖面放大示意图；其中：1—壳体，2—左管板，3—右管板，4—左封头，5—右封头，6—换热管，61—管体，62—左凹面，63—右凹面，64—上凹面，65—下凹面，66—左凸面，67—右凸面，68—上凸面，69—下凸面，610—圆弧，611—交错凹面管段，7—折流板，8—管程入口，9—管程出口，10—壳程出口，11—壳程入口。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式作进一步详细的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1至图4所示，一种交错凹面管管壳式换热器，包括壳体1、与壳体1固定连接的左管板2和右管板3，左管板2和右管板3之间固定有与壳体1轴线平行且两端分别与左封头4、右封头5相通的若干组换热管6，为了使制作工艺简单降低生产成本，换热管6管体外壁的所有凹面均是以直管为基管经挤压而形成，管体61由不锈钢管制作，也可采用铜管或无缝钛管制作。换热管6由折流板7固定支撑，换热管6管体61外壁设有左右对称的左凹面62和右凹面63以及上下对称的上凹面64和下凹面65，左凹面62和右凹面63与上凹面64和下凹面65交错设置，管体61内壁相应形成左右对称的左凸面66和右凸面67以及上下对称的上凸面68和下凸面69。其中，左凹面62、右凹面63、上凹面64和下凹面65均呈半球形，也可以呈椭球形，所有凹面与管体61经圆弧610光滑连接，这样管内流体阻力小，在管体内形成上下、左右对称的所有凸面使管体内流体不断改变流动方向，不易结垢，便于清洗。此外，左凹面62和右凹面67与上凹面68和下凹面69之间形成交错凹面管段611，交错凹面管段611的长度为1倍凹面直径，左凹面62和右凹面63的数量为7个，上凹面64和下凹面65的数量均为6个，左、右凹面与上、下凹面的数量主要是根据管体长度来确定，数量过少不能有效增大传热面积而提高对流换热系数，设置过多会加大流体沿程阻力的增幅。其中，左封头4和右封头5端部分别设有管程入口8和管程出口9，壳体1上方左端和壳体1下部右端分别设有壳程出口10和壳程入口11。另外，换热管6为正方形排列，也可以呈三角形排列，用作管束支撑的折流板7为圆盘-圆环形，也可以为弓形。以上所述的仅是本技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交错凹面管管壳式换热器，其特征在于：包括壳体、与所述壳体固定连接的左管板和右管板，左管板和右管板之间固定有与壳体轴线平行且两端与左、右封头相通的若干组换热管，换热管由折流板固定支撑，所述换热管管体外壁设有左右对称的左凹面和右凹面以及上下对称的上凹面和下凹面。

【技术特征摘要】
1.一种交错凹面管管壳式换热器，其特征在于：包括壳体、与所述壳体固定连接的左管板和右管板，左管板和右管板之间固定有与壳体轴线平行且两端与左、右封头相通的若干组换热管，换热管由折流板固定支撑，所述换热管管体外壁设有左右对称的左凹面和右凹面以及上下对称的上凹面和下凹面。2.根据权利要求1所述的交错凹面管管壳式换热器，其特征在于：所述左凹面和右凹面与上凹面和下凹面交错设置，管体内壁相应形成左右对称的左凸面和右凸面以及上下对称的上凸面和下凸面。3.根据权利要求2所述的交错凹面管管壳式换热器，其特征在于：所述左凹面、右凹面、上凹面和下凹面均呈半球形或半椭球形，所有凹面与管体经圆弧光滑连接。4.根据权利要求2所述的交错凹面管管壳式换热器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德斌，朱静璇，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44