一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构及其计算方法技术

一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构及其计算方法，包括扇形卡槽式折流板和与之配合的圆形光滑U形换热管、卡槽式折流板尺寸的计算方法，主要解决了现有换热器折流板连接中的不稳定、无法满足用户对螺旋角和搭接度要求、局部短路不利于换热、换热系数低的问题。用卡槽式螺旋折流板代替普通平面折流板，达到了螺旋折流板稳定连接的目的，满足了对螺旋角和搭接度的要求。换热器采用的换热管是与普通换热器相同的U形换热管，按照三角形布置，不会增加额外的成本。不会增加额外的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构及其计算方法


[0001]本专利技术涉及螺旋折流板换热器
，具体涉及到一种卡槽式折流板搭接结构。
技术背景
[0002]弓形折流板是应用最普遍的管壳式换热器折流板形式，由于其形式简单、制造成本低等优点得到了最广泛的应用，但是其壳程压降大、传热效率低、存在流动死区等问题，近年来被螺旋折流板换热器所替代，螺旋折流板换热器具有压降小、传热效率高、不易结垢等优点。两块折流板通过侧边相互连接形成螺旋通道，提高了壳侧的流体的螺旋流动程度，从而增大了换热器综合换热系数。
[0003]螺旋折流板分为连续螺旋折流板和非连续螺旋折流板，由于连续螺旋折流板加工难度大使用较少，由于非连续螺旋折流板加工方便得到了广泛的使用。目前市场上使用最多的是四分扇形折流板，而在扇形折流板的连接中，通常采用拉杆连接，折流板直接连接的方式，存在着板间连接不稳和振动的问题，从而影响了壳程流体的螺旋流动，影响了螺旋折流板换热器的广泛应用与推广。
[0004]螺旋角和搭接度是螺旋折流板的重要参数，螺旋角和搭接度决定了壳程流体的流动形态、流动速度，从而决定了整个螺旋折流板换热器的换热效果和阻力损失。实际应用中根据工况存在一个最优螺旋角和最佳搭接度，将壳程螺旋折流板固定在最优螺旋角和最佳搭接度，能使螺旋折流板换热器发挥最佳性能。

技术实现思路

[0005]为了克服上述存在的问题，本专利技术提供了一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构及其计算方法，能够将折流板固定在设定的螺旋角和搭接度，能有效解决换热器螺旋折流板连接不稳的问题，提高换热器的换热效率，减小振动。
[0006]本专利技术提供的解决方案如下：
[0007]一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构的两侧直边开有对称的矩形槽，开的矩形槽以扇形折流板圆心角的角平分线为对称轴对称，矩形槽的位置确定了折流板的搭接度，搭接度小于50％。矩形搭接槽的位置需要满足如下的几何条件：
[0008]矩形卡槽中心点到折流板扇形圆心的垂直距离S要满足以下公式:
[0009]S＝R(1
‑
esecθ)
[0010]矩形卡槽的长边长度L2要满足以下公式：
[0011]L2＝δcotθ
[0012]矩形卡槽的短边长度L3要满足以下公式：
[0013][0014]式中R为扇形折流板半径，e为折流板的搭接度，δ为折流板(1)的厚度，θ为折流板搭接的螺旋角。
[0015]本专利技术的效果表现为：
[0016]1、换热性能方面：搭接的折流板在壳程形成了螺旋通道，矩形槽搭接的稳定连接方式使壳程流体在通道中形成稳定的螺旋流动，增强了换热器的换热效率，同时壳程流体的螺旋流动减少了壳程压降，降低了单位温差的压降，增强了螺旋折流板换热器的综合换热性能。
[0017]2、结构性能方面：采用矩形搭接槽的方式取代了传统螺旋折流板的点、线接触搭接方式，提高了搭接折流板的稳定性，能使折流板固定在设定的螺旋角和搭接度，配合拉杆固定的方式，保证了螺旋折流板不会发生移位和分离，螺旋折流板的固定减少了流体诱发螺旋折流板振动。
[0018]3、经济效益方面：本专利技术折流板是在常用四分折流板的基础上开矩形搭接槽，不用生产专门的折流板，制作工艺不复杂，其他的部件没有特殊的结构，换热管采用的普通U型圆形换热管，其他采用与普通U型管式换热器相同的结构，因此在成本方面基本与普通U型管换热器相同，生产成本没有增加。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本专利技术进行详细的讲述
[0020]参照图1图2，一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构，包括两侧直边开有对称矩形槽的四分折流板和与之配合的U型圆形换热管。四分折流板在两侧直角边开有矩形搭接槽，折流板的搭接槽交错搭接起来，折流板连接起来形成螺旋通道使壳程流体呈螺旋形态流动。
[0021]参照图2和图3，上述的螺旋折流板换热器折流板搭接结构矩形槽位置需要满足以下公式：矩形卡槽的尺寸需要满足以下计算要求，
[0022]矩形卡槽中心点到折流板扇形圆心的垂直距离S要满足以下公式:
[0023]S＝R(1
‑
esecθ)
[0024]矩形卡槽的长边长度L2要满足以下公式：
[0025]L2＝δcotθ
[0026]矩形卡槽的短边长度L3要满足以下公式：
[0027][0028]式中R为扇形折流板半径，e为折流板的搭接度，δ为折流板(1)的厚度，θ为折流板搭接的螺旋角。
[0029]基于上述描述，结合附图对本结构进行描述，螺旋折流板如图1所示，装配后的螺
旋折流板换热器如图2所示。
[0030]参照图4，该螺旋折流板开有矩形槽，以扇形圆心角角平分线对称开有两矩形槽，A、B 和C、D是折流板矩形槽长边与短边的交点，E、F和G、H是另一折流板矩形槽长边与短边的交点，1、2和3、4是折流板的正反两面。在进行搭接时，矩形槽交错搭接，B点紧贴3 面，C点紧贴4面，E点紧贴2面，H点紧贴1面，形成两折流板的稳定搭接，然后其他折流板按此方法依次连接，完成折流板装配。
附图说明
[0031]图1是卡槽式折流板搭接结构图，图2是折流板搭接示意图，图3是搭接位置示意图，图4是矩形槽开槽位置示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于螺旋折流板换热器的卡槽式折流板搭接结构，其特征在于：由卡槽式折流板(1)和与其配合的拉杆(2)和圆形光滑U形换热管(3)组成。卡槽式折流板是由扇形折流板在两侧直边开卡槽进行连接，确保折流板间形成稳定搭接，折流板搭接起来形成壳侧螺旋通道确保流体为螺旋形流动。L为搭接时搭接槽中心点到壳体内侧的距离，D为换热器壳体内径，所述卡槽式折流板的搭接度小于50％，即e＝2L:D＜0.5。2.根据权利要求1所述的用于螺旋折流...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾德玉，石文昊，王兆蕊，卢冠龙，孙立潮，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：