【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种翅片管件，具体涉及一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管。
技术介绍
1、翅片管能有效降低管外热阻、缩小换热器尺寸、节省金属消耗，在锅炉省煤器和制冷空调等领域有着广泛应用。根据翅片形状翅片管可分为螺旋翅片管、h型翅片管、方形翅片管和环形翅片管等，根据制造工艺翅片管可分为机械连接型翅片管、焊接型翅片管和整体型翅片管。机械连接型翅片管采用胀接、绕制和挤压成型等机械加工方式生产，焊接型翅片管采用高频焊、钎焊或氩弧焊等焊接工艺制造，整体型翅片管采用热轧制、机械加工或铸造等工艺加工。
2、翅片管所采用的强化传热技术为扩展受热面，其传热强化效果与翅化比有关，翅化比指单位长度翅片管的翅侧总换热面积与无翅片时单位长度光管换热面积之比。对于动力、冶金和化工等行业中的烟气换热场合，一般采用以碳钢或合金钢为翅片材料的钢质螺旋翅片管。钢质螺旋翅片管具有较高的机械强度和耐磨性能，但钢质螺旋翅片管的翅化比不高，一方面，翅片高度的提高受到钢质翅片延展性差的限制，远离基管表面的翅片端部的金属应变量大，若翅片高度过大，将导致翅片端部塑性变形或翅片撕裂而影响翅片管质量；另一方面，翅片节距的减小受到抗积灰性能的限制，节距太小将增加堵灰风险。这阻碍了螺旋翅片管换热能力的进一步提升。此外，由于流动分离，翅片管背风侧低速涡流区是发生积灰的主要区域，积灰使得省煤器堵塞，传热性能恶化，锅炉排烟温度升高，进而降低锅炉运行经济性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种带
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，包括基管与翅片，所述翅片呈螺旋状，并沿管轴向连续布置在基管外壁面，且翅片与基管外壁面垂直；所述翅片截面为梯形，翅顶厚度小于翅根厚度，其中翅顶厚度为远离基管表面翅片端部的翅片厚度，翅根厚度为翅片与基管连接处的翅片厚度；所述翅片表面上加工有凹穴，凹穴不贯穿翅片，凹穴深度为凹穴中心处翅片厚度的0.1至0.8倍；凹穴沿螺旋翅片表面的分布方式为周向均匀分布或周向非均匀分布。
4、本专利技术进一步的改进在于，凹穴的二维形状包括圆形、矩形、菱形和三角形，凹穴的三维形状包括圆柱、半球、立方体和三棱柱。
5、本专利技术进一步的改进在于，周向均匀分布中各凹穴沿周向等距分布，周向非均匀分布中凹穴沿周向非等距分布。
6、本专利技术进一步的改进在于，周向非均匀分布包括前密后疏分布及前疏后密分布，其中前后方向是相对于烟气冲刷翅片管的方向而言的。
7、本专利技术进一步的改进在于，翅片与基管采用热辊压轧制工艺一体成型，翅片根部与基管成型时光滑圆角过渡。
8、本专利技术进一步的改进在于，热辊压轧制工艺采用的轧制刀具上设置有凸起以在螺旋翅片表面上加工出凹穴，凸起与凹穴的形状相对应。
9、本专利技术进一步的改进在于，翅片与基管为同种金属，金属材料为低碳钢、合金钢和不锈钢。
10、本专利技术进一步的改进在于，所述带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的翅顶厚度为0.5-3mm，翅根厚度为2.5-5mm。
11、本专利技术进一步的改进在于，所述带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的翅片高度为6-16mm。
12、本专利技术进一步的改进在于，所述带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的翅片节距为6-12mm。
13、与已有螺旋翅片管结构相比，本专利技术至少具有以下的优点：
14、(1)零接触热阻。燃煤锅炉省煤器常用的翅片管如高频焊螺旋翅片管、方形翅片管和h型翅片管等均属于焊接型翅片管，翅片和基管无法做到完全熔合，不可避免存在接触热阻，削弱传热性能。整体型螺旋翅片管的翅片与基管是一个整体，从根本上消除了接触热阻，提高了传热效率。
15、(2)翅片效率高。高频焊螺旋翅片管和方形翅片管采用的是矩形截面翅片，翅片与基管接触面积较小。对于h型翅片管，由于翅片开缝，翅片与基管的接触面积进一步减小，翅片导热热阻更大，翅片效率更低。本专利技术所提供的整体型螺旋翅片管的翅片截面为梯形，翅片与基管接触面积大，翅片导热性能好，翅片效率高。
16、(3)翅化比大。受到钢质翅片延展性差及抗积灰性能的限制，钢质螺旋翅片管的翅化比难以进一步提高。本专利技术所提供的螺旋翅片管在翅片表面上加工有凹穴，凹穴增大了换热面积，提高了翅化比，在相同热负荷下，减少了螺旋翅片管根数，降低了省煤器的耗钢量。
17、(4)翅侧对流传热系数高。流体流经翅片时，会在翅片表面形成热边界层，热边界层热阻大，导致翅片与流体的传热效果下降。通过在翅片表面加工凹穴结构可以破坏热边界层的发展，减薄热边界层厚度，提高翅侧对流传热系数。
18、(5)抗积灰性能好。含灰气流绕流基管时，在基管中后部发生边界层分离，形成低速尾涡区，灰颗粒被涡流卷吸而积聚在管子背风面，是翅片管积灰的主要原因。流体流经翅片表面的凹穴，在管轴向上产生速度扰动，增加气流动能，延迟流动分流，缩小尾部回流区，从而提高翅片管的抗积灰性能。
19、(6)工艺简单，易于实现。在原有的整体型螺旋翅片管热轧制工艺上，无需增加设备和工艺流程，只需将原有刀具更换为带凸起的轧制刀具，即可实现带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的加工制造及连续生产，制造工艺简单且易于实现。
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1.一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，包括基管与翅片，所述翅片呈螺旋状，并沿管轴向连续布置在基管外壁面，且翅片与基管外壁面垂直；所述翅片截面为梯形，翅顶厚度小于翅根厚度，其中翅顶厚度为远离基管表面翅片端部的翅片厚度，翅根厚度为翅片与基管连接处的翅片厚度；所述翅片表面上加工有凹穴，凹穴不贯穿翅片，凹穴深度为凹穴中心处翅片厚度的0.1至0.8倍；凹穴沿螺旋翅片表面的分布方式为周向均匀分布或周向非均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，凹穴的二维形状包括圆形、矩形、菱形和三角形，凹穴的三维形状包括圆柱、半球、立方体和三棱柱。
3.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，周向均匀分布中各凹穴沿周向等距分布，周向非均匀分布中凹穴沿周向非等距分布。
4.根据权利要求3所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，周向非均匀分布包括前密后疏分布及前疏后密分布，其中前后方向是相对于烟气冲刷翅片管的方向而言的。
5.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体
6.根据权利要求5所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，热辊压轧制工艺采用的轧制刀具上设置有凸起以在螺旋翅片表面上加工出凹穴，凸起与凹穴的形状相对应。
7.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，翅片与基管为同种金属，金属材料为低碳钢、合金钢和不锈钢。
8.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，所述带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的翅顶厚度为0.5-3mm，翅根厚度为2.5-5mm。
9.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，所述带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的翅片高度为6-16mm。
10.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，所述带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管的翅片节距为6-12mm。
...【技术特征摘要】
1.一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，包括基管与翅片，所述翅片呈螺旋状，并沿管轴向连续布置在基管外壁面，且翅片与基管外壁面垂直；所述翅片截面为梯形，翅顶厚度小于翅根厚度，其中翅顶厚度为远离基管表面翅片端部的翅片厚度，翅根厚度为翅片与基管连接处的翅片厚度；所述翅片表面上加工有凹穴，凹穴不贯穿翅片，凹穴深度为凹穴中心处翅片厚度的0.1至0.8倍；凹穴沿螺旋翅片表面的分布方式为周向均匀分布或周向非均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，凹穴的二维形状包括圆形、矩形、菱形和三角形，凹穴的三维形状包括圆柱、半球、立方体和三棱柱。
3.根据权利要求1所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，周向均匀分布中各凹穴沿周向等距分布，周向非均匀分布中凹穴沿周向非等距分布。
4.根据权利要求3所述的一种带有凹穴表面的整体型螺旋翅片管，其特征在于，周向非均匀分布包括前密后疏分布及前疏后密分布，其中前后方向是相对于烟气冲刷翅片管的方向而言的。
...【专利技术属性】
技术研发人员：车得福，范高峰，靳万龙，王利民，徐杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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