高翅片热交换管制造技术

一种高翅片热交换管，属于热交换部件及制造技术领域。包括管体和结合在管体外壁上的外翅片，所述的外翅片在管体外壁直接以螺旋状朝管体的轴线方向延伸，而且，外翅片的本体整体向两侧交替偏移而构成波浪形。优点：在管体外壁直接构成波纹状高翅片，强化了管外气侧的换热，使传热系数提高了１０％；与已有技术中的绕片管相比，消除了管体与翅片根部之间的接触热阻；波纹状高翅片的波纹形状由翅片与波纹形翅片成型模相对运动的轨迹决定，波纹形状特殊，诱导气流沿管体半径方向趋向于管体和背离管体流动，对气流的横向扰动大于现有技术。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高翅片热交换管，应用于空冷器或散热器上，用于 对诸如气一气、气一水、气一油的强化热交换，属于热交换部件
技术背景髙翅片管通常指翅片髙度为5—15咖的翅片管， 一般用铝管、钢一铝管、 钢一不锈钢管等单金属管或复合金属管滚轧而成，其肋化面积为光管的5—12 倍，主要用于强化气体侧的传热， 一般总传热系数较光管提高50~100%，广 泛用于食品干燥、制药、化工、石油化工空气冷却以及其它行业。应用于上述领域的热交换管在专利文献中可较多地见诸，例如 US2667337公开了一种波纹形绕片管，其结构是由金属圆管和蠊旋状翅片组 成，翅片上形成有波纹，波纹从外缘向内延伸一段距离并且宽度和深度逐渐 减小直至消失。这种结构所存在的欠缺之一，由于螺旋状的翅片是通过焊接 而结合到圆管上的，因此，时常会出现翅片与圆管管体之间的分离现象，故 使用上的耐久性差，使用寿命短；之二，翅片与圆管管体之间的焊点部位会 增大接触热阻而影响换热性能；之三，由于是分体制作后构为一体的，因此 工序步骤多，制作时间长。又，CN21442卯Y公告了一种髙效翅片传热管，该传热管的内外表面均 轧制螺旋形沟槽，并在管外表面的螺旋形沟槽内压焊翅片带形成高翅片，翅 片带为花瓣式或波纹式翅片带，该技术方案同存US2667337之不足。及，CN2657842Y披露了一种高翅片换热管制作装置，按照其教导所加 工出的高翅片为平直形的高翅片，而平直形翅片对换热效果的改善积极意义 甚微。还，US4337824教导了一种复合翅片管，釆用三辊轧机一次成型在管外 轧出翅片(高度2.8咖)和管内螵旋状波纹槽，首先，其所得到的换热管为低翅片管；其次，翅片为直翅；再有，按照其说明书描述及附图展示是无法使 人们领悟出在金属圆管管外获得花瓣状或称波浪形的翅片的，即无法得到换 热效果理想的换热管。再，CN2326929Y揭示了一种复合式换热管，由钢管管体外壁复合纯铝 整体高翅片管构成，对复合在钢管管体外壁上的纯铝管上的翅片采用精轧构 成，翅髙为12—14im,虽属髙翅片管范畴，但这种结构所造成的材料消耗较 大，而且得到的翅片为平直翅。且，CN2740988Y公诸了热交换器用铜合金无缝髙翅片管，采用三辊轧 机旋轧成型，翅片髙度可达20咖，虽属髙翅片管范畴，但翅片结构为平直形， 见图1所示，在管体1外加工有平直的外翅片2,管体1内构成有内翅片3。业界所知，只有既满足翅片髙度S—15咖的程度，又体现翅片整体形状 呈花瓣形或波浪形的髙翅片换热管，才是得以获得极致的管外换热面积的可 选之举，而并不是也不应当是单纯地一味长化翅片高度，因为冗长的平直翅 片会致使流体流过翅片表面的距离过长，速度和温度边界层较厚而影响换热 性能，在上述公开的文献中，除了US2667337所推荐之结构外，其余专利技 术方案都存在这种弊端。然而，由于US2667337是将另行制作的螺旋状翅片 焊接到金属圆管上的，因此存在着所述的三处不足，从而构成了结构上的一 大缺憾。
技术实现思路
本技术的任务是在于提供一种翅片与管壁之间无附加接触热阻的、 可避免因流体流过翅片表面的距离过于冗长而使速度和温度边界层变厚对换 热性能造成不利的、有助于提高管外气侧换热、使换热系数得到改善的髙翅 片热交换管。本技术的任务是这样来完成的， 一种髙翅片热交换管，它包括管体 和结合在管体外壁上的外翅片，所述的外翅片在管体外壁直接以螺旋状朝管 体的轴线方向延伸，并且，外翅片的本体整体向两側交替偏移而构成波浪形。本技术所述的管体的内壁构成有内翅片，所述的内翅片呈蟓旋状朝管体轴线方向延伸。本技术所述的管体的内壁构成有凹槽，所述的凹槽呈蠊旋状朝管体 轴线方向延伸。本技术所述的外翅片的髙度为5—20mm，翅距为2~5咖，波浪形的 波浪数在圆周上为3—10个。本技术所述的内翅片与管体的中心线形成有蠊旋角a ,螺旋角a的 度数为20~50。，内翅片的髙度为0.2—1.0咖。本技术的优点在管体外壁直接构成波纹状高翅片，强化了管外气侧 的换热，使传热系数提髙了 10%;与已有技术中的绕片管相比，完全消除了 管体与翅片根部之间的接触热阻；波纹状高翅片的波纹形状由翅片与波纹形 翅片成型模相对运动的轨迹决定，波纹形状特殊，诱导气流沿管体半径方向 趋向于管体和背离管体流动，对气流的横向扰动大于现有技术。附图说明图1为已有技术中的平直高翅片管示意图。图2为本技术高翅片热交换管的一实施例结构图。图3为本技术髙翅片热交换管的另一实施例结构图。图4为本技术髙翅片热交换管与已有技术中的平直型髙翅片管传热性能对比图。具体实施方式实施例l:下面结合所给出的附图和具体实施例对本技术作进一步的叙述，以助 于了理解本技术，但并不构成对本技术的限制。选取经过热处理的牌号为TP2、抗拉强度为230-240MPa、延伸率>4 0%、 HV值在40-50之间、晶粒度X).02mm的管体1，该管体1的外径为19mm、 内径为16.8mm;配备三组由开槽模、直翅片成型模及波纹翅片成型模所构成的组合模具，开槽模犹如常见的切割片或称切割刀片，用于对管体1外壁切 割出槽，通常每组开槽模有多枚或称多把，本实施例选择为26把，每组直翅片成型模可由1-3把，本实施例选择2把，用于对由开槽模开出的平直翅片进 行成型，而波纹翅片成型模有一套，由第一、第二模瓣组合而成，在第一、 第二模瓣的彼此相对应的边缘部分交替加工有半球状的凹缘和凸缘；将所选 取的管体1设置到三辊旋轧机的机头上，这里所说的三辊旋轧机优选采用由 中国山东省青岛市青岛生建机械厂生产的型号为ZC28-16型三轴轧丝机；将 所配备的三组组合模具分别通过模套设置到呈三角形分布的三辊旋轧机的三 根滚模轴上；驱动三辊旋轧机工作，由前述的三组组合模具对管体1进行加 工，在对管体1进行加工的过程中，先由26把开槽模在管体1的外壁开出槽， 依据常识开槽模的直径是渐次增大的，使在管体外所开设的槽渐次加深，直 至满足到所需的外翅片2的髙度，在开槽模开出槽后，经直翅片成型模成型， 进而经波纹形翅片成型模最终成型而在管体1的外壁形成两侧交替偏移的波 纹形的由图2所示的外翅片2,所得到的外翅片2的外径为40mm、翅片厚度 为0.5 1!11、每米翅片数为280个、管体l内壁为光滑壁面、波纹(浪)数为 每周8个。经将本实施例所得到的髙翅片热交换管与相同尺寸的平直形髙翅 片管进行支比实验测试实验中，管外工质为空气，管内工质为水，实验数据 由图4显示，传热系数比平直形高翅片管高出10%,因此按本技术方法 制作的热交换管的传热性能与现有技术相比有了明显的提高。图4中的空心 方块表示本技术的热交换管，实心方块表示已有技术中的平直型高翅片 管，K表示传热系数，V(m/s)表示迎面风速，传热系数K的比较是以水流量 G=750kg/h为例的。 实施例2:管体1置于三辊旋轧机上时，在管体l内设置一内模，内模为光滑的圆柱 段，在开槽模和直翅片成型模对外翅片2向外拉拨作用下，使管体1的内壁 在与外翅片2相对应的位置处形成朝管体1轴线方向延伸的较为浅辟的并由 图3所示的波浪形的凹槽4，具有凹槽4的管体1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高翅片热交换管，它包括管体和结合在管体外壁上的外翅片，其特征在于所述的外翅片在管体外壁直接以螺旋状朝管体的轴线方向延伸，并且，外翅片的本体整体向两侧交替偏移而构成波浪形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆明华，张春明，罗行，
申请(专利权)人：江苏萃隆铜业有限公司，上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：32[]