一种强化传热的方法和蛇管式换热器技术

本发明专利技术提供一种涡流强化传热的方法。其特征是在需强化侧插入涡流激发器。该涡流激发器由能场调整、涡流激发和定位三部分组成。除固定支撑作用外，主要具备两大功能：１、降低中心流速，提高外围流速，沿流向产生一个中心旋转流或波状流。２、激发并持续产生大量涡流、冲击、破坏边界层。从而提高换热能力。一般提高数倍到数十倍，可用于各种管式、板式换热器。并适合同异形换热管、板构成高效换热器。在航天、航空、能源、交通、石油、化工、冶金、机械、纺织、食品等行业广泛应用。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种涡流强化传热的方法。属换热器技术。近几年各国对涡流强化传热的理论研究十分重视，但至今没有完备和统一的理论，更未达到实用阶段。目前各国大都以增大换热面积，加大流速等方法强化传热过程。其缺点是金属耗用多，设备投资大。专利号为90216105·9，名称为“带有螺旋线圈插入件的管式换热器”的专利技术有一定实用价值，但换热能力提高不大。综观现有换热器存在的问题一是边界层热阻大，二是能场分布不利于传热。本专利技术的目的在于克服现有技术存在的某个问题，并力图从调整能场和破坏边界层的角度，提供一种适用、高效的传热方法。本专利技术适用于气-气、气-液、液-液间接换热和汽-水直接换热。适合于各种管式、板式换热器。可同异形换热管、板组成多种高效换热器。本专利技术在航天、航空、能源、交通、石油、化工、食品、纺织、轻工、机械等行业应用广泛。本专利技术是一种强化传热的方法。其特征是在换热器需强化侧断续安放涡流激发器。涡流激发器由能场调整、涡流激发和定位三部分组成。能场调整部分位于主流区。其主要作用是改变主流区介质的流速和流向，产生一个沿流向的中心旋转流;(或波状流)降低主流区流速，提高外围流速，把速度场调整成马鞍形，并使速度的峰值处于激发区内。涡流激发区处于能场调整区的外围，速度场的峰区和边界层相连。其功能主要是使介质在此产生大量涡流。并在中心旋转流离心力和横向分速度的推动下，大量涡流冲击并破坏边界层，使边界层对壁的传导换热变成涡流换热。第三部分即定位部分主要是起固定支撑作用。涡流激发器用金属丝、带或其制品经多道工序加工而成。涡流激发器的结构、阻力大小、材质及尺寸均须根据介质性质、流速、温度、电耗、换热器结构要求等参数进行寻优比较，选取合理的最佳值。本专利技术同现有技术相比，除具有加工工艺简单、设备投资少、耗用金属省、成本低、寿命长等优点外，换热能力有了很大提高。大量汽-水间接换热的实验和几十组数据表明换热系数K跟蒸汽流速、温度有关。一般提高数倍到十几倍。在蒸汽压力6kg/cm2，温度200摄氏度时，K值增大30倍，有呈几何级数增加之趋势。目前蛇管式换热器多用蒸汽为热源，加热水、油等液体，其缺点是材料耗用多、能源浪费大。为克服上述缺点，采用本专利技术-涡流强化传热方法，在管内插入涡流激发器，然后将管弯曲成所需尺寸。实践证明，最低可节材50%，节能70%。如大批生产，经济效益和社会效益十分显著。图一 是蛇管式换热器示意图1、涡流激发器 2、紫铜管紫铜管2采用直径20mm、壁厚1.5mm的管弯曲而成。涡流激发器1采用0.8mm紫铜丝做成异形螺旋线圈。每圈有3个指向中心的凸起，凸起高度接近管内径R，详见图一。权利要求1.本专利技术是一种涡流强化传热的方法。其特征是在需强化侧插入涡流激发器。涡流激发器由能场调整、涡流激发和定位三部分组成。主要具备两功能1、降低中心流速提高外围流速、沿流向产生一个中心旋转流或波状流。2、激发并持续产生大量涡流、冲击和破坏边界层。涡流激发器用金属丝、带或其制品加工而成。其结构、阻力大小、材质及尺寸须根据多项有关参数优化。涡流激发器断续安放于流道中效果更好。2.蛇管式换热器，是应用本专利技术的一个实例，其特征是在紫铜管2内插入涡流激发器-断续安放的异形螺旋线圈1制成的一种高效加热器。全文摘要本专利技术提供一种涡流强化传热的方法。其特征是在需强化侧插入涡流激发器。该涡流激发器由能场调整、涡流激发和定位三部分组成。除固定支撑作用外，主要具备两大功能1、降低中心流速，提高外围流速，沿流向产生一个中心旋转流或波状流。2、激发并持续产生大量涡流、冲击、破坏边界层。从而提高换热能力。一般提高数倍到数十倍，可用于各种管式、板式换热器。并适合同异形换热管、板构成高效换热器。在航天、航空、能源、交通、石油、化工、冶金、机械、纺织、食品等行业广泛应用。文档编号F28F1/40GK1091517SQ9311010公开日1994年8月31日 申请日期1993年2月18日 优先权日1993年2月18日专利技术者崔金志 申请人:崔金志本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是一种涡流强化传热的方法。其特征是在需强化侧插入涡流激发器。涡流激发器由能场调整、涡流激发和定位三部分组成。主要具备两功能：１、降低中心流速提高外围流速、沿流向产生一个中心旋转流或波状流。２、激发并持续产生大量涡流、冲击和破坏边界层。涡流激发器用金属丝、带或其制品加工而成。其结构、阻力大小、材质及尺寸须根据多项有关参数优化。涡流激发器断续安放于流道中效果更好。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔金志，
申请(专利权)人：崔金志，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]