空液冷一体高效换热管制造技术

本发明专利技术公开了一种空液冷一体高效换热管，换热管包括外套管和同轴设置在外套管内的芯管，从而构成位于外套管内、芯管外且横截面形状为环形的高温流体区域；所述芯管用于输送低温载冷介质，所述高温流体区域用于输送待降温的高温高粘性流体。所述芯管上还套装有螺旋状的变径弹簧，所述变径弹簧的最小直径处内侧与芯管外壁相接触、最大直径处外侧与外套管内壁相接触。本发明专利技术通过外套管对高温高粘性流体进行空冷降温，通过芯管内的低温载冷介质对高温高粘性流体进行液冷降温，实现了空液冷一体化换热，从而快速降低高粘性流体的温度，显著减少换热设备的尺寸，降低占地空间。

【技术实现步骤摘要】
空液冷一体高效换热管
本专利技术涉及一种空液冷一体高效换热管，广泛应用于环境、能源、动力、石化等工业领域。
技术介绍
常规的油冷器的弊端在于油侧热阻偏大，需要增大换热面积以达到预期的换热量。若盲目增加流速，换热系数增加有限且高粘性流体带来的阻力降偏大。文献《Experimentalstudyonthepressuredropandheattransfercharacteristicsoftubeswithinternalwave-likelongitudinalfins》（作者：YuB、NieJH、TaoWQ、TaoWQ，出版源：《HeatandTransfer》，1999,35（1）：65-73）和文献《Pressuredropandheattransfercharacteristicsofturbulentflowinannualtubeswithinternalwave-likelongitudinalfins》（作者：YuB、TaoWQ，出版源：《HeatandTransfer》，2004,40:643-654）提出了一种两端堵塞的带有纵向波纹的内翅片管，且对其传热和阻力特性进行了实验研究，相同质量流量、相同泵功、相同亚降下中心堵塞纵向波纹内翅片管比对应光管的面积增加8-10倍，但其传热效果一般。在此基础上，西安交通大学提出了一种强化换热管（申请号CN200510041808.5），可以增强空气内翅片管换热器的传热，减小换热器的体积。但此换热管仅使用了空冷一种冷却方式，换热效果有限。由此可见，现有技术中的换热装置难以满足高粘性流体快速降温的需求。专利
技术实现思路
本专利技术提出了一种空液冷一体高效换热管，其目的在于：快速降低高粘性流体的温度。本专利技术技术方案如下：一种空液冷一体高效换热管，包括外套管和同轴设置在外套管内的芯管，从而构成位于外套管内、芯管外且横截面形状为环形的高温流体区域；所述芯管用于输送低温载冷介质，所述高温流体区域用于输送待降温的高温高粘性流体。作为本专利技术的进一步改进：所述芯管上还套装有螺旋状的变径弹簧，所述变径弹簧的最小直径处内侧与芯管外壁相接触、最大直径处外侧与外套管内壁相接触。作为本专利技术的进一步改进：所述芯管内表面设有肋片。作为本专利技术的进一步改进：所述外套管外侧还安装有翅片。作为本专利技术的进一步改进：各翅片内端与外套管外壁相接；翅片两两一组相对倾斜设置，同组翅片的外端之间留有间隙，且相互之间夹角为3至30度，以构成沿外套管径向方向向外逐渐收窄的三角形通道；所述翅片上开设有进气孔。作为本专利技术的进一步改进：所述进气孔为圆形或圆形或三角形或矩形。作为本专利技术的进一步改进：所述进气孔采用翻边工艺加工，翻边朝向三角形通道的外侧下方。相对于现有技术，本专利技术具有以下积极效果：（1）本专利技术通过外套管对高温高粘性流体进行空冷降温，同时通过芯管内的低温载冷介质对高温高粘性流体进行液冷降温，实现空液冷一体化换热，从而快速降低高粘性流体的温度，显著减少换热设备的尺寸，降低占地空间；（2）外套管之外增加异形翅片，提高空冷换热效果；（3）采用异形扰动变径弹簧，外侧与外套管内壁贴合，内侧与芯管外壁贴合，一方面随着高粘性流体的流动会不断振动，破坏高粘性流体在内外管壁上的热边界，另一方面，变径弹簧会作为温度传递介质辅助降低外套管内的温度，同时起到扰流效果，提升降温效果；（4）外部翅片与换热管成一定夹角，通过翻边结构及其夹角的控制实现风场的自组织优化，进一步提升空冷效果。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3为弹簧丝的结构示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的技术方案：如图1和2，一种空液冷一体高效换热管，包括外套管2和同轴设置在外套管2内的芯管1，从而构成位于外套管2内、芯管1外且横截面形状为环形的高温流体区域；所述芯管1用于输送低温载冷介质，所述高温流体区域用于输送待降温的高温高粘性流体。所述芯管1管外表面光滑，内表面设有肋片，所述芯管1上还套装有螺旋状的变径弹簧4，弹簧丝直径在0.2~10mm之间，弹簧丝截面为多段弧组成，弹簧丝包含至少三种不同的旋绕比和三种不同中径。所述变径弹簧4的最小直径处内侧与芯管1外壁相接触、最大直径处外侧与外套管2内壁相接触。变径弹簧4的结构形状如图3所示，一方面，变径弹簧4随着高粘性流体的流动会不断振动，破坏高粘性流体在内外管壁上的热边界，另一方面，变径弹簧4会作为温度传递介质辅助降低外套管2内的温度，同时起到扰流效果，提升降温效果。如图1，所述外套管2外侧还安装有翅片3，用于提升空冷效果。各翅片3内端与外套管2外壁相接；翅片3两两一组相对倾斜设置，同组翅片3的外端之间留有间隙，且相互之间夹角为3至30度，以构成沿外套管2径向方向向外逐渐收窄的三角形通道。所述翅片3上开设有进气孔，所述进气孔为圆形或圆形或三角形或矩形，还可以是其它任意形状。优选的，述进气孔采用翻边工艺加工，翻边朝向三角形通道的外侧下方。通过上述翻边结构及其夹角的控制可以实现风场的自组织优化，进一步提升空冷效果。还提供了一种基于本实施例中空液冷一体高效换热管的换热器，包括所述换热管之外，还包括用于向芯管1内输送低温载冷介质的第一供液管和用于向高温流体区域输送待降温的高温高粘性流体的第二供液管。工作时，高温高粘性流体流经高温流体区域，外侧通过外套管2和翅片3实现空冷，内侧通过芯管1实现液冷，空液冷一体化换热，快速降低高粘性流体的温度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空液冷一体高效换热管，其特征在于：包括外套管（2）和同轴设置在外套管（2）内的芯管（1），从而构成位于外套管（2）内、芯管（1）外且横截面形状为环形的高温流体区域；所述芯管（1）用于输送低温载冷介质，所述高温流体区域用于输送待降温的高温高粘性流体。

【技术特征摘要】
1.一种空液冷一体高效换热管，其特征在于：包括外套管（2）和同轴设置在外套管（2）内的芯管（1），从而构成位于外套管（2）内、芯管（1）外且横截面形状为环形的高温流体区域；所述芯管（1）用于输送低温载冷介质，所述高温流体区域用于输送待降温的高温高粘性流体。2.如权利要求1所述的空液冷一体高效换热管，其特征在于：所述芯管（1）上还套装有螺旋状的变径弹簧（4），所述变径弹簧（4）的最小直径处内侧与芯管（1）外壁相接触、最大直径处外侧与外套管（2）内壁相接触。3.如权利要求1所述的空液冷一体高效换热管，其特征在于：所述芯管（1）内表面设有肋片。4.如权利要求1至3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：剧成成，张超，曲宏伟，徐树伍，白单英，韩金腾，孙立谦，蔡凯，
申请(专利权)人：冰轮环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37