一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器制造技术

本实用新型专利技术涉及换热器技术领域，公开了一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，包括换热管，纵向波纹翅片，在翅片上冲孔出来的翼型涡产生器。纵向波纹翅片在换热管的管排间增加三角形状的波纹区域，翼型涡产生器布置在换热管后的平直翅片区域。本实用新型专利技术所采用的纵向波纹与涡产生器组合翅片能够在有来流的情况下产生纵向涡，并且与翅片的波纹区域产生干涉，减弱纵向涡消失的速度，同时增加换热面积，进一步增强翅片侧的整体换热性能。进一步增强翅片侧的整体换热性能。进一步增强翅片侧的整体换热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器


[0001]本技术涉及换热器
，具体为一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器。

技术介绍

[0002]管翅换热器，在动力、化工、制冷等行业具有广泛的应用。实践证明，管翅式换热器翅片侧的热阻一般占总热阻的90％以上，因此在没有大幅提升流动阻力的同时，提升其换热效率是研究者们关注的重点。受制于经济性和翅片效率，管翅换热器的翅片面积不能无限制地增加，因此利用涡产生器产生的二次流来增强翅片表面换热特性成为研究的主流方向之一。
[0003]现有的涡产生器强化换热方式，可以在流体中产生纵向涡，加剧了其周围流体的扰动强度，从而减弱或破坏了传热边界层，促进传热壁面与主流流体间的热量传递，促进冷热流体间的混合，有效增强对流换热性能。涡产生器产生的纵向涡随着主流运动逐渐减弱消失，为进一步提升管翅式换热器的换热性能，本技术采用纵向波纹与翼型涡产生器共同工作的形式，能够尽可能减缓涡产生器产生的纵向涡的消失，同时增加翅片换热面积，提升翅片整体换热效果。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于设计一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，包括换热管和套在管上的纵向波纹翅片，其特征在于：所述纵向波纹翅片与换热管配合，每个换热管的后方设置有一对翼型涡产生器，所述翼型涡产生器为三角小翼型，所述翼型涡产生器锋面方向朝向来流方向。所述纵向波纹翅片在换热管管排中心处冲压翻折出纵向三角形波纹。
[0007]优选的，所述翼型涡产生器关于管孔中心线对称；所述翼型涡产生器由纵向波纹翅片冲压翻折而成，并在纵向波纹翅片上留下相应的冲孔，此设计制作出的翼型涡产生器，制作过程简单，易于加工。
[0008]优选的，所述三角形波纹关于两管排中心线对称，所述三角形波纹由所述纵向波纹翅片冲压形成等腰三角形，所述三角形波纹的翻折方向包括向上和向下。所述三角形波纹排列整齐，制作简单，易于加工，增加翅片整体换热面积，结构紧凑，减缓纵向涡的消失，增强翅片的整体换热效率。
[0009]优选的，所述翼型涡产生器的长直角边与短直角边边长之比为2.0
‑
1.0，翼型涡产生器的短直角边为翅片间距的2/3。
[0010]优选的，所述翼型涡产生器底边顶点位于以管孔中心为同心圆的圆弧上，且距离圆心的距离为1.25
‑
1.5倍管外半径，翼型涡产生器与来流方向的夹角为115
°
—150
°
。
[0011]优选的，所述三角形波纹底边a为管间距S1的1/3
‑
1/5，高b为翅片间距h1的2/3，与翼型涡产生器高度相同，三角形波纹延伸方向与来流方向相同。
[0012]优选的，所述换热管的形状包括但不限于圆形、椭圆形，所述换热管排列方式顺序排列所述纵向波纹翅片间的工作流体包括但不限于气体。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014]1、本技术换热效率高，在翅片上设置的涡产生器能够对来流进行引导和分离，并形成纵向涡，纵向涡增强流体扰动，降低了流动阻力损失，同时三角形波纹能够有效增加换热面积，减缓纵向涡消失，提高了翅片整体的换热效率，在相同的热负荷下减小了泵功率，提高了能源经济性。
[0015]2、本技术结构简单，排列规则，在制造纵向波纹翅片时即可翻折翅片做出三角形波纹，三角形波纹可以在增加较小流动阻力的同时，配合翼型涡产生器提高翅片的整体换热效率，且翼型涡产生器的尺寸较小，皆排列在管后两侧，冲压模具制造比较简单，在纵向波纹翅片指定位置冲压出翼型涡产生器，增加了换热设备的紧凑性。
附图说明
[0016]图1为本技术整体结构示意图；
[0017]图2为本技术俯视图；
[0018]图3为本技术右视图；
[0019]图4为本技术前视图。
[0020]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0021]1、换热管；2、冲孔；3、翼型涡产生器；4、纵向波纹翅片；5、管孔；6、三角形波纹；S1、纵向管距；S2、横向管距；h1、翅片间距；a、波纹高度；b、波纹宽度。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]请参阅图1
‑
4，本技术提供一种技术方案：所述纵向波纹翅片(4)经过冲压出三角形波纹(6)，所述三角形波纹(6)位于管排中间，所述纵向波纹翅片(4)上设有套装换热管(1)，每个换热管(1)后方设置有一对翼型涡产生器(3)，所翼型述涡产生器(3)为三角小翼型，所述翼型涡产生器(3)锋面方向朝向来流方向。所述翼型涡产生器(3)关于换热管(1)中心线对称，所述翼型涡产生器(3)由所述纵向波纹翅片(4)冲压翻折而成，此设计制作过程简单，易于加工。在换热管(1)后部对纵向波纹翅片(4)冲压出三角形斜边和短直角边，向上翻折90
°
可得出三角翼型涡产生器(3)。
[0024]工作原理：顺序排列的管翅式换热器流体流动阻力较小，且顺序排列的形式易于清理积灰，在管排中间增加三角形波纹不会增加太多流动阻力，同时还可以增加翅片的换热面积。在换热管后方两侧冲压形成的翼型涡产生器能够对来流进行引导和分离，并且形成纵向涡，纵向涡随着流体流动逐渐减弱最后消失，纵向涡能够扰动流体，增强换热。三角
形波纹可以引导流体流动，在没有显著增加翅片间流动阻力的情况下，对强化换热带来一定好处。同时也降低了流动阻力损失，提高了换热效率，增加了换热设备的紧凑性，在相同的热负荷下减小了泵功率，提高了能源经济性，这就是本技术一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器的工作原理。
[0025]尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，包括换热管(1)和套在换热管(1)上的纵向波纹翅片(4)，其特征在于：所述纵向波纹翅片(4)上设有管孔(5)，换热管(1)排列方式为顺序排列，每个管孔(5)的后方设置有一对翼型涡产生器(3)，所述翼型涡产生器(3)为三角小翼型，所述翼型涡产生器(3)的锋面方向朝向来流方向；所述换热管(1)的管排中间增加三角形波纹(6)，当翼型涡产生器(3)产生纵向涡时，三角形波纹(6)可减缓纵向涡的减弱。2.根据权利要求1所述的一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，其特征在于：所述翼型涡产生器(3)关于管孔(5)中心线对称得到；所述翼型涡产生器(3)由纵向波纹翅片(4)冲压翻折而成，并在纵向波纹翅片(4)上留下相应的冲孔(2)。3.根据权利要求1所述的一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，其特征在于：所述三角形波纹(6)在两管排中心线处，所述三角形波纹(6)由所述纵向波纹翅片(4)冲压翻折形成三角形，且三角形高b与翼型涡产生器(3)的短直角边长度相等，所述三角形波纹(6)的翻折方向包括向上和向下。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：万萱兴，胡东亮，胡红雷，宋克伟，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：