传热管及包含该传热管的传热传质设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种传热管及包含该传热管的传热传质设备。该传热管包括：两段传热管接头(11)，分别设置在传热管两端；扭曲管体(12)，设置在两段传热管接头(11)中间，连接两段传热管接头(11)，并具有扭曲的表面管体结构。根据本实用新型专利技术的传热管，既可强化蒸发过程的传热与传质，又能同时提高管内和管外的自然对流和强制对流换热系数，大大降低蒸发器的制造成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及蒸发器
，具体而言，涉及一种传热管及包含该传热管的传热传质设备。
技术介绍
能源是经济发展和社会进步的重要物质基础，与材料、信息构成现代化社会的三大支柱。能源不仅是国民经济发展的动力，而且是衡量综合国力和人民生活水平以及国家文明发达程度的指标。石油、化工、动力、冶金、制冷等产业是我国的支柱产业，也均为高能耗的传统产业，其能耗约占总能耗的40%。在这些高能耗工业中，换热器传热性能的高低， 直接影响着工业系统的能耗水平。在各种不同类型的换热器中，壳管式换热器因制造简单、 成本低、适用性强以及操作维护方便等优点而应用最为普遍。然而，目前我国工业系统使用的壳管式换热器90%以上是采用传统的圆形光滑表面传热管。此类换热器的体积庞大、材耗多、过程系统的能耗也高，亟待改进。探索新的强化传热机理并开发出高效的强化传热技术，是提高换热器传热效能的有效途经，这仍然是当今传热学领域的热点研究课题。蒸发是上述高能耗工业中常见的操作过程，提高蒸发器的传热和蒸发效率对于减少设备投资和节能降耗都有重要意义。工业上使用的蒸发器有多种类型，而最常见的是管壳式结构，所采用的传热管主要为光滑管。光滑管的沸腾传热系数很低，从而导致蒸发器的传热性能低下，换热器体积庞大，成本高。此外光滑表面的过热度较高，临界热负荷低，操作空间狭窄，蒸发过程的稳定性不易控制。
技术实现思路
本技术旨在提供一种传热管及包含该传热管的传热传质设备，以解决现有技术中光滑管沸腾传热系数低，从而导致蒸发器的传热性能低下，换热器体积庞大，成本较高的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种传热管，包括两段传热管接头，分别设置在传热管两端；扭曲管体，设置在两段传热管接头中间，连接两段传热管接头，并具有扭曲的表面管体结构。进一步地，扭曲管体具有螺旋扭曲表面管体结构。进一步地，螺旋扭曲表面管体结构为单螺旋扭曲表面管体结构。进一步地，螺旋扭曲表面管体结构的截面轮廓为椭圆形。进一步地，传热管的扭曲管体具有跟随扭曲管体的表面管体结构变化而变化的管道内壁。进一步地，传热管的外壁具有多孔结构。进一步地，传热管的外壁上的多孔结构包括多个沿传热管径向方向设置的小孔， 以及沿轴向方向跟随外壁的结构变化而变化的隧道，小孔与隧道相连通。进一步地，小孔在轴向方向上的排布跟随传热管的外壁的结构变化而变化。进一步地，隧道具有沿轴向方向不断变化的径向截面。根据本技术的另一方面，提供了一种传热传质设备，包括上述的传热管。根据本技术的技术方案，传热管包括设置在其两端的传热管接头和连接两段传热管接头的扭曲管体，该扭曲管体具有扭曲的表面管体结构。当液体流经本技术的传热管外表面时，扭曲的表面管体结构使液体产生漩流和分离流，破坏了介质传热边界层的稳定性，减薄了介质传热滞流层的厚度，提高了蒸发传热管外表面的对流换热系数。在传热管的外壁上设置有多孔结构，提供了充足的人工活化核心，提高了传热管外表面的沸腾传热系数。同时，介质在传热管内流动时，扭曲管体造成的螺旋变化的通道，也使得流经管体内表面的液体产生漩流和分离流而提高传热管内的对流换热系数。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中图1示出了根据本技术的实施例的传热管的结构示意图；图2示出了根据图1的A处的截面图；图3示出了根据图1的B处的截面图；图4示出了根据图1的C处的截面图；图5示出了根据图1的D处的截面图；图6示出了根据图1的E处的截面图；以及图7示出了根据图1的F处的外管壁的局部放大立体剖视结构示意图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1至图6所示，根据本技术的实施例，传热管包括设置在传热管两端的两段传热管接头11，以及设置在两段传热管接头11之间，并连接两段传热管接头11的扭曲管体12，该扭曲管体12具有扭曲的表面管体结构。两段传热管接头11与扭曲管体12可以为一体化结构，也可以有多段管体组合而成。扭曲管体12的起伏的表面管体结构可以为沿轴向方向扭曲的表面管体结构，也可以为沿轴向方向上下波动的表面管体结构。在本实施例中，扭曲管体12具有螺旋扭曲表面管体结构，传热管接头11为内管道为光滑圆管道的圆形管体。传热管两端的传热管接头11为表面光滑的圆形管体结构，其长度较短，内管道也为圆形，这种圆形管体使得传热管的两端的管口部位容易加工，可以根据所要连接的结构将圆形管体的端部改造为与之相对应的连接结构，使用简单方便，适用性更强。传热管中间部分的扭曲管体12，是本实施例的传热管的主要部分，在传热管上占据了大部分的长度，其表面的扭曲结构，使得传热管安装使用之后，当液体流经传热管外表面时，会由于其表面结构的起伏而产生分离流，破坏介质传热边界层在的稳定性，减薄介质传热滞流层的厚度，提高蒸发传热管外表面的对流换热系数，从而提高传热管的工作效率。而具有螺旋扭曲表面管体结构的扭曲管体12，使得液体沿着传热管表面流动时，会随着螺旋扭曲表面而形成周期性的漩流以及分离流，进一步降低液体在管体外表面的粘着，提高液体与传热管内介质的换热效率，提高换热管的管内对流换热系数，有效防止管体表面的过热度较高的问题，使得蒸发过程更加容易控制。在本实施例中，扭曲管体12为单螺旋扭曲表面管体结构，可以直接通过对圆形管体的中间部分经过机械滚压形成，而且可以使得圆形管体内的圆形管道在机械滚压的作用过程中，跟随管体外表面的结构变化发生相应的变化，使得单螺旋扭曲管体的内外管体都形成扭曲的结构，加工程序简单，实现容易，而且能够具有良好的效果。从图1至图6中还可以看出，本实施例的传热管，扭曲管体12的螺旋扭曲表面管体结构的截面轮廓为椭圆形，并且沿轴向方向呈现出不同角度的椭圆形管体。扭曲管体12 为螺旋扭曲椭圆管体，能够通过机械滚压加工形成，工艺简单，可以有效降低加工扭曲管体 12的成本，并且能够直接通过加工圆形管体获得，具有更大适用性。本实施例的扭曲管体 12是采用机械滚压二次成型获得，加工过程中不存在对金属的切削，材料利用率较高。扭曲管体12的截面轮廓还可以为方形、鼓形或者其它的多种形状，只要其满足能够形成螺旋扭曲的管体结构这一条件，都可以作为扭曲管体12的截面轮廓。螺旋扭曲结构可以为单螺旋扭曲结构，也可以为双螺旋扭曲结构。单螺旋扭曲结构加工简单，制造容易， 容易大规模应用，比较易于实施，能够有效节约成本。双螺旋扭曲结构使得传热管的管体表面形成更多的周期性的漩流以及分离流，更加有效降低液体在管体外表面的粘着，防止管体表面的过热度较高的问题。扭曲管体12的内管道可以为与传热管接头11的内管道相同的光滑结构，也可以为非光滑的内壁表面结构。优选地，传热管的扭曲管体12具有跟随其表面管体结构变化而变化的管道内壁结构，以便于在对传热管的外表面结构进行加工时，也能够使传热管的内管道根据外表面的结构变化而产生相应的变化，降低内管道加工难度。在本实施例中，扭曲管体12的内管道为跟随其外壁变化的螺旋扭曲椭圆形管道，当介质流经换热管的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种传热管，其特征在于，包括：两段传热管接头（１１），分别设置在所述传热管两端；扭曲管体（１２），设置在两段所述传热管接头（１１）中间，连接两段所述传热管接头（１１），并具有扭曲的表面管体结构。

【技术特征摘要】
1.一种传热管，其特征在于，包括两段传热管接头(11)，分别设置在所述传热管两端；扭曲管体(12)，设置在两段所述传热管接头(11)中间，连接两段所述传热管接头 (11)，并具有扭曲的表面管体结构。2.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于，所述扭曲管体(12)的表面管体结构为螺旋扭曲表面管体结构。3.根据权利要求2所述的传热管，其特征在于，所述螺旋扭曲表面管体结构为单螺旋扭曲表面管体结构。4.根据权利要求2所述的传热管，其特征在于，所述螺旋扭曲表面管体结构的截面轮廓为椭圆形。5.根据权利要求1至4中任一项所述的传热管，其特征在于，所述传热管的所述扭曲管体(1 具有跟随所述扭曲管体(1 的表面管体结构变化而变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东兵，陈红，刘华，张孝进，万仁杰，许晶，颜家桃，胡海利，胡立书，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44