用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管制造技术

本发明专利技术公开了一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，包括螺旋扁平管体，螺旋扁平管体的管外设有连续的波浪形外肋，波浪形外肋沿螺旋扁平管体的管轴方向呈螺旋状排列，且螺旋扁平管体与波浪形外肋之间采用机械滚压一次成型，螺旋扁平管体的两端各设有一个与螺旋扁平管体内部相连通的圆管，波浪形外肋为二维结构，外肋表面光滑。本发明专利技术可以提高管外对流传热系数，且在破坏流体流动边界的同时还能确保流体流动阻力小，特别适用于原油、重油、石脑油和树脂等高粘度流体加热和冷却换热过程。

【技术实现步骤摘要】
用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管
本专利技术涉及石油、化工换热
，特别涉及一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管。
技术介绍
高粘度流体的传热在各种工业过程如食品、轻工、动力、石油、制冷、机械、船舶等领域都有广泛的应用。高粘度的食品的消毒灭菌；各种机械传动设备的润滑油的冷却；聚合反应中反应釜内热量的移除；石油化工中各种高粘度的原料和成品的加热或冷却。这些过程都涉及到了热量的交换，因此，高粘度流体的传热在工业过程中的重要性毋庸置疑。然而，高粘度流体的强化传热过程中却普遍存在着传热系数低、压降大的缺点。因此，如何提高高粘度流体传热系数同时减小压降便成了目前传热领域的一个重点和难点问题。为了强化高粘度流体的传热，目前主要方法是改进管表面结构、在管内加设各种结构的插入物等。如用于高粘度流体的波纹管、螺旋槽纹管、凹坑管和螺旋扁管等。但当前的方法也就是在现有的管型基础上进行参数和结构的优化，仍然不能有效解决换热系数低和压降大的问题。复合强化传热技术是指同时采用两种或两种以上的强化传热措施，发挥各自的优势，以期获得更好的强化传热效果。一方面，采用简单粗糙肋面的强化传热管（例如螺旋槽纹管、螺旋扁管、缩放管）虽然不会引起流体压降的剧增，但对流体边界层产生扰动程度也不高，传热性能提高不明显。另一方面，采用对流体扰动程度较高的各种翅片管（例如低翅片管、锯齿翅片管、花瓣形翅片管等）虽然可以大大提高流体的传热性能，但同时也会引起压降的剧增。中国技术专利CN201420227693.3公开了一种间断双向扭曲换热管，包括扭曲段和扭曲段两端的第一直管和第二直管，扭曲段由若干单元组成，相邻两个单元之间设有第三直管，每一单元包括左向扭曲管段、直管段和右向扭曲管段,与本专利技术在结构上有根本的区别；中国技术专利CN200620092685.8公开了螺旋凹槽扁管，为具有凹槽的螺旋扁管，与本专利技术在结构上有根本的区别。中国专利技术专利CN94111547.X一种金属螺旋波纹扁管制造方法，是将带型薄钢经压波纹、折咬合边、卷管、压边，制成金属螺旋波纹圆管后压扁成型为金属螺旋波纹扁管，该申请所述波纹结构并非平滑形波纹，流动阻力大且与本专利技术在结构上也明显不同。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术壳侧换热系数提高不明显或流动阻力剧增等不足，提供一种通过在螺旋扁平管体的管外设置波浪形外肋提高管外传热系数明显、同时保证流体流动阻力小的用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，包括螺旋扁平管体，螺旋扁平管体的管外设有连续的波浪形外肋，波浪形外肋沿螺旋扁平管体的管轴方向呈螺旋状排列，且螺旋扁平管体与波浪形外肋之间采用机械滚压一次成型，螺旋扁平管体的两端各设有一个与螺旋扁平管体内部相连通的圆管，波浪形外肋为二维结构，波浪形外肋表面光滑。在其中一个实施例中，所述螺旋扁平管体的截面为椭圆形。在其中一个实施例中，波浪形外肋的波峰和波谷的宽度都为1mm～3mm；波浪形外肋的波峰到其波谷的垂直距离为0.5mm～2.0mm。在其中一个实施例中，所述用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管应用于传热传质设备中，所述传热传质设备为加热器或冷却器。在其中一个实施例中，高粘度流体为粘度大于10厘泊的流体。在其中一个实施例中，高粘度流体为原油、或重油、或石脑油、或树脂。本专利技术的优点及有益效果：本专利技术可以提高管外对流传热系数，且在破坏流体流动边界的同时还能确保流体流动阻力小，特备适用于高粘度流体。（1）对于高粘度流体的换热过程：本专利技术螺旋扁平管体的管外具波浪形外肋，提高了换热器的传热传质性能，与普通螺旋扁管相比，本专利技术可提高管外对流传热系数100%以上；本专利技术波浪形外肋，周期性地破坏了流体在螺旋扁平管体表面建立的传热与流动边界层，减薄流体传热滞留层的厚度。（2）本专利技术螺旋扁平管体与波浪形外肋之间采用机械滚压一次成型，结构简单、制造成本低，加工过程中不存在对材料的切削，材料利用率高。（3）本专利技术波浪形外肋周期性地破坏了流体流动边界层，对换热流体的扰动作用增强，使得在极低雷诺数下流体均可达到充分湍流。（4）本专利技术对比其他翅片管（如锯齿形翅片管、花瓣形翅片管、T形翅片管）而言：由于本专利技术波浪形外肋结构相比其他翅片管更平滑，流体流动的阻力更小、压降更低，特别适用于原油、重油、石脑油和树脂等高粘度流体加热和冷却换热过程，可大大提高原油、重油、渣、石脑油和树脂等高粘度流体的传热性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1中的A-A剖视图。图3为图1中的B-B剖视图。图4为图1中的C部分放大图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。实施例1请参阅图1至图4，一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，包括螺旋扁平管体1，螺旋扁平管体1的管外设有连续的波浪形外肋2，波浪形外肋2沿螺旋扁平管体1的管轴方向呈螺旋状排列，且螺旋扁平管体1与波浪形外肋2之间采用机械滚压一次成型。螺旋扁平管体1的两端各设有一个与螺旋扁平管体1内部相连通的圆管3。波浪形外肋2为二维结构，波浪形外肋2表面光滑。其中，所述螺旋扁平管体1的截面为椭圆形。具体的，波浪形外肋2的波峰4和波谷5的宽度都为1mm。波浪形外肋2的波峰4到其波谷5的垂直距离为0.5mm。本实施例1应用于加热器。本实施例1的高粘度流体为原油。实施例2请参阅图1至图4，一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，包括螺旋扁平管体1，螺旋扁平管体1的管外设有连续的波浪形外肋2，波浪形外肋2沿螺旋扁平管体1的管轴方向呈螺旋状排列，且螺旋扁平管体1与波浪形外肋2之间采用机械滚压一次成型。螺旋扁平管体1的两端各设有一个与螺旋扁平管体1内部相连通的圆管3。波浪形外肋2为二维结构，波浪形外肋2表面光滑。其中，所述螺旋扁平管体1的截面为椭圆形。具体的，波浪形外肋2的波峰4和波谷5的宽度都为3mm。波浪形外肋2的波峰4到其波谷5的垂直距离为2mm。本实施例2应用于加热器。本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，其特征在于，包括螺旋扁平管体，螺旋扁平管体的管外设有连续的波浪形外肋，波浪形外肋沿螺旋扁平管体的管轴方向呈螺旋状排列，且螺旋扁平管体与波浪形外肋之间采用机械滚压一次成型，螺旋扁平管体的两端各设有一个与螺旋扁平管体内部相连通的圆管，波浪形外肋为二维结构，波浪形外肋表面光滑。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，其特征在于，包括螺旋扁平管体，螺旋扁平管体的管外设有连续的波浪形外肋，波浪形外肋沿螺旋扁平管体的管轴方向呈螺旋状排列，且螺旋扁平管体与波浪形外肋之间采用机械滚压一次成型，螺旋扁平管体的两端各设有一个与螺旋扁平管体内部相连通的圆管，波浪形外肋为二维结构，波浪形外肋表面光滑。


2.根据权利要求1所述的用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，其特征在于，所述螺旋扁平管体的截面为椭圆形。


3.根据权利要求1所述的用于高粘度流体换热且带波浪形外肋的螺旋扁管，其特征在于，波浪形外肋的波峰和波谷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学兵，刘海春，徐杰峰，马文义，朱铁光，刘秋元，苏永涛，张庆军，康兵红，胡长强，曾文海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司长岭分公司，岳阳长岭设备研究所有限公司，湖南和然设备工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43