一种凹凸换热管制造技术

本申请涉及一种凹凸换热管，凹凸换热管包括管体，所述管体的外壁面设置有多个间隔排列的凹坑，所述管体的内壁面对应多个所述凹坑的位置形成多个间隔排列的凸包，每个所述凸包的表面均设置有多个沿所述管体的长度方向延伸的第一槽道。本申请的凸凹换热管不仅具有高的换热系数，而且管内的流动阻力有所降低，从而有助于降低换热管的使用能耗。有助于降低换热管的使用能耗。有助于降低换热管的使用能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种凹凸换热管


[0001]本申请涉及一种凹凸换热管。

技术介绍

[0002]各种类型换热器在各行各业中被使用，其中管壳式换热器是广泛使用的换热器，在各种类型换热器中其数量占比约75％，换热管为壳管式换热器中关键元件，决定了换热器的效率。
[0003]近年来，凹凸表面换热管得到较大推广，其特点为外表面设置球冠形的凹坑，对应的内表面构成球冠形的凸包。当流体流过凹坑表面时，可以在凹坑底部产生二次流，生成涡旋，提高了外表面对流换热系数。换热管内表面的凸包缩小了该处的流动截面，相应提高该处的流动速度，相反，没有凸包的地方，流体速度会较低。由于换热管内表面上的凸包通常是周期性出现，从而造成沿流动方向的流动截面周期性变化，相应流体速度出现周期性变化的现象，即产生震荡。这种震荡流动强化了管内的对流换热。例如，中国专利CN2293790Y提出一种外表面具有球形凹坑，内表面对应形成球形凸包的换热管；中国专利CN200989745Y中提出一种凹凸换热管，其管体的外圆周面沿轴向上下对称且均匀分布圆弧凹坑。
[0004]以上所介绍的凹凸表面换热管存在一些不足：
[0005]换热管内表面的凸包增加了流动阻力，据数值计算，当换热系数比光滑管增加2.7倍时，管内流动阻力增加了近4倍。因而这种管型的推广应用较为困难。

技术实现思路

[0006]本申请提出一种凹凸换热管，该换热管不仅具有高的换热系数，而且管内的流动阻力有所降低，从而有助于降低换热管的使用能耗。
[0007]本申请的技术方案是：
[0008]一种凹凸换热管，包括管体，所述管体的外壁面设置有多个间隔排列的凹坑，所述管体的内壁面对应多个所述凹坑的位置形成多个间隔排列的凸包，每个所述凸包的表面均设置有多个沿所述管体的长度方向延伸的第一槽道。
[0009]一种可选的设计中，所述第一槽道的槽深为0.1
‑
0.6mm。
[0010]一种可选的设计中，每个所述凸包上的多个所述第一槽道沿着所述管体的环周方向间隔排列。
[0011]一种可选的设计中，每个所述第一槽道均在所述长度方向上贯通所述凸包。
[0012]一种可选的设计中，所述管体的内壁面设置有多个沿着该管体的环周方向间隔排列的第二槽道，每个所述第二槽道均在所述管体的长度方向贯通所述管体，所述第二槽道包括所述第一槽道。
[0013]一种可选的设计中，多个所述第二槽道沿着所述管体的环周方向均匀排列，且所述第二槽道共设置10
‑
80个，所述第二槽道与所述管体的轴线平行设置。
[0014]一种可选的设计中，所述第二槽道与所述管体的轴线平行设置。
[0015]一种可选的设计中，多个所述凸包沿着所述管体的长度方向排列成间隔分布的多组，每组所述凸包中的凸包数量为至少三个，每组所述凸包中的各个凸包沿着垂直于所述管体的轴线的环周方向间隔排列。
[0016]一种可选的设计中，每组所述凸包中的凸包数量为六个；
[0017]一种可选的设计中，在所述管体的长度方向上，任意相邻两组凸包之间的距离为10
‑
20mm。
[0018]一种可选的设计中，所述凹坑为球冠形的凹坑，对应地，所述凸包为球冠形的凸包，所述凹坑的深度为0.8
‑
2mm，所述凹坑的投影直径为2
‑
6mm。
[0019]本申请在凸凹换热管的管内凸包上设置了多个沿着管长方向延伸的第一槽道，这些第一槽道使得凸包表面形成粗糙表面，在其作用之下，凸包表面的流体边界层成为湍流边界层或者湍流度得以增强。因而推迟了边界层分离点，从而减小了管内凸包造成的形状阻力。
[0020]管体内壁面的非凸包区域的第二槽道内形成的旋涡降低了流体与壁面之间的速度差，从而减小了流体的摩擦阻力。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。
[0022]图1是本申请实施例提供的凸凹换热管的立体剖视示意图。
[0023]图2是本申请实施例提供的凸凹换热管侧视示意图。
[0024]图3是图2的A
‑
A向剖视示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑
管体，2
‑
凹坑，3
‑
凸包，4
‑
第一槽道，5
‑
第二槽道。
具体实施方式
[0027]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。可以理解，在不冲突的情况下，本文所描述的各个实施例的一些技术手段可相互替换或结合。
[0028]在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。由此，限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且，“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个，“多个”表示不少于两个。
[0029]在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在关于运动的“方向上”，包括具有方向分量的运动，不一定将术语“在方向上”理解为仅在该一个方向上的运动，对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解前述术语在本申请中的具体含义。
[0030]图1至图3示出了本申请凹凸换热管的一个具体实施例，该凹凸换热管包括管体1，
管体1的外壁面设置有多个间隔排列的凹坑2，管体1的内壁面对应多个凹坑2的位置形成多个间隔排列的凸包3。前述凹坑2的形状为球冠形，对应地，凸包3的形状也为球冠形。
[0031]可以理解，凹坑2提升了管外流体与管体1外壁面的换热效率，凸包3提升了管内流体与管体1内壁面的换热效率，进而提升了管外流体与管内流体的换热效率。
[0032]考虑到在实际应用中，管内流体主要沿着管体1的长度方向流动，而管内的凸包3作为钝体对前述流动具有阻挡作用，可产生流体边界层分离，造成形状阻力。如此增加了管内流体的流动阻力，进而提升了使用能耗。对此，为了减小凸包3对管内流体的阻力，由此降低换热管的使用能耗，在本实施中，每个凸包3的表面均设置有沿管体1的长度方向延伸的多个第一槽道4。
[0033]根据流体力学理论，当流体流经固体壁面时，会遇到阻力。流动阻力由两部分构成：摩擦阻力和形状阻力。所谓形状阻力是流体掠过钝体时，在钝体的前后两侧形成压力差，可称为形状阻力。在管体1的内壁面向内凸出的凸包3便是一种钝体，当流体掠过凸包3时，速度的大小和方向都发生了改变。尤其是在凸包3为球冠形结构的情形下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凹凸换热管，其特征在于，包括管体，所述管体的外壁面设置有多个间隔排列的凹坑，所述管体的内壁面对应多个所述凹坑的位置形成多个间隔排列的凸包，每个所述凸包的表面均设置有多个沿所述管体的长度方向延伸的第一槽道。2.根据权利要求1所述的凹凸换热管，其特征在于，所述第一槽道的槽深为0.1
‑
0.6mm。3.根据权利要求1所述的凹凸换热管，其特征在于，每个所述凸包上的多个所述第一槽道沿着所述管体的环周方向间隔排列。4.根据权利要求3所述的凹凸换热管，其特征在于，每个所述第一槽道均在所述长度方向上贯通所述凸包。5.根据权利要求4所述的凹凸换热管，其特征在于，所述管体的内壁面设置有多个沿着该管体的环周方向间隔排列的第二槽道，每个所述第二槽道均在所述管体的长度方向贯通所述管体，所述第二槽道包括所述第一槽道。6.根据权利要求5所述的凹凸换热管，其特征在于，多个所述第二槽道沿着所述管体的环周方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小利，王斌，李玉海，马青川，陈焕倬，林俊庆，
申请(专利权)人：山东恒辉节能技术集团有限公司，
类型：新型
国别省市：