椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片

摘要

一种椭圆管管翅式换热器的流线型等波幅波纹翅片。在翅片1上按照既定流线走向从气流入口到出口冲压出凸凹相间的流线型凸波纹4和流线型凹波纹5，同一条凸波纹4的波峰连线为既定流线；同一条凹波纹5的波谷连线为既定流线，其流线是翅片1所对应管翅式换热器翅片侧通道沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线。波纹横截面可以是任何形状。所有波纹的波幅相同，且是翅片间距的0.1—0.9倍。流线型凸波纹4、凹波纹5的数目依据波纹区域边界8的流函数值确定，且分别关于管孔2的纵横中心线对称分布。流线型凸凹波纹不仅增加了翅片面积，减小了传热热阻，而且当流体流经流线型波纹翅片时，通过翅片表面流线型凸凹波纹连续不断的引导，部分流体沿着既定的流线流动，减小了流动阻力，提高了翅片的换热能力。

权利要求

1.一种椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片，其特征在于：在翅片(1)上按照既定流线走向从气流入口到出口连续冲压出凸凹相间的流线型凸波纹(4)和流线型凹波纹(5)；同一条凸波纹(4)的波峰连线为既定流线；同一条凹波纹(5)的波谷连线为既定流线；

其既定流线是翅片(1)所对应管翅式换热器翅片侧通道沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线；所有波纹的波幅相同。

2.根据权利要求1所述的椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片，波纹区域边界(8)也是既定流线，且在冲压前翅片中心面O—O上，以流函数值确定。

3.根据权利要求1所述的椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片，其特征是凸波纹(4)、凹波纹(5)的间距或数目以波纹区域边界(8)的流函数值确定。

4.根据权利要求1所述的椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片，其特征是凸波纹(4)、凹波纹(5)的波幅为翅片间距的0.1—0.9倍。

5.根据权利要求1所述的椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片，其特征是凸波纹(4)、凹波纹(5)的横断面可以是任意需要形状(6)。

6.根据权利要求1所述的椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片，其特征是冲压出的凸波纹(4)、凹波纹(5)相间分布并且分别关于椭圆孔(2)的纵横中心线对称分布。

说明书

椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片

技术领域

[0001] 本发明涉及椭圆管管翅式换热器翅片。特别涉及一种椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片。

背景技术

[0002] 管翅式换热器应用非常广泛，且能耗大。从而，强化该类换热器的换热特性非常重要。该类换热器的热阻主要集中在翅片侧，从而能耗也主要消耗在翅片侧。一般情况下，该类换热器管内流动的工质是液体，而管外翅片侧流动的气体，大多数数情况下是空气或其它混合气体。在管外侧安装翅片可以增加换热面积，达到减小热阻的目的。由于受到换热器体积、经济性、运行费用和翅片肋效率的限制，翅片面积不能无限的增加。椭圆管管翅式换热器由于其管子几何结构和圆管相比具有一定的流线性特点，但当管子尺寸变大或流速提高时，其流线性变差，流体掠过椭圆管流动时的脱体引起流动压力损失较大，并在椭圆管尾部形成不利于传热的回流区，从而流动传热性能有待进一步提高。为进一步提高椭圆管翅式换热器的传热性能，寻求适合椭圆管管翅式换热器的翅片非常必要。

[0003] 椭圆管管翅式换热器现有翅片所采用的强化传热技术没有明显改善流体在椭圆管管束和翅片构成通道中的流线性，使得流体流经椭圆管时的压力损失较大。且这些强化传热型翅片在强化翅片表面传热的同时，翅片表面突起物引起的流体扰动也造成较大局部阻力。

发明内容

[0004] 本发明的思路是通过流线型波纹引导流体按既定流线流动，达到抑制流体脱体、减小流动压力损失，提高翅片换热能力的目的。

[0005] 为了达到上述目的，本发明专利设计一种椭圆管管翅式换热器流线型波纹翅片，在翅片1上按照既定流线走向从气流入口到出口连续冲压出凸凹相间的流线型凸波纹4和流线型凹波纹5。

[0006] 所述的同一条凸波纹4的波峰连线为既定流线；同一条凹波纹5的波谷连线为既定流线，波纹区域边界8也是既定流线，且在冲压前翅片中心面O—O上，以流函数值确定。

[0007] 所述凸波纹4和凹波纹5的波幅相同，为翅片间距的0.1—0.9倍。

[0008] 所述既定流线是翅片(1)所对应管翅式换热器翅片侧通道沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线。

[0009] 所述凸波纹4、凹波纹5的间距或数目依据波纹区域边界8的流函数值确定。

[0010] 所述凸波纹4、凹波纹5的横断面可以是任意需要形状6，比如，折线形、正/余弦波形、抛物线形、圆弧形等。

[0011] 所述凸波纹4、凹波纹5相间分布并且分别关于椭圆孔2的纵横中心线对称分布。

[0012] 所述椭圆环凸台3在其顶部冲压一向外翻的翻边7，便于翅片穿管和定位。

[0013] 所述椭圆环凸台3的高度可以变动，用于调节翅片间距，焊接后凸台3紧紧地与椭圆管接触，起到固定翅片1减小热阻的作用。

[0014] 流线型翅片与管子组装后，当流体在多层流线型翅片间流动时，通过翅片表面的流线型凸凹波纹连续不断的引导，流体主要沿着既定流线流动，截面流动速度较均匀，椭圆管尾部流体的脱体得到了有效的抑制，改善了椭圆管尾部的换热、减小了流动阻力。同时，翅片表面凸凹波纹增加了翅片表面面积，减小了传热热阻，提高了翅片的换热能力。

附图说明

[0015] 图1是一种椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片。

[0016] 图1中标号：1.翅片；2.翅片上椭圆管孔；3.椭圆环凸台；4.凸波纹；5.凹波纹；6.波纹形状；7.翻边；8.波纹区边界。

具体实施方式

[0017] 参见图1,本发明包括翅片1上的椭圆管孔2、椭圆环凸台3、冲压出的流线型凸波纹4、凹波纹5以及波纹形状6。椭圆管孔2可以采用叉排或顺排方式。椭圆环凸台3的高度等于翅片间距，起到翅片定位的作用。椭圆环凸台3的顶部往外翻有一翻边7，便于翅片穿管及定距。流线型凸波纹4(实线)与凹波纹5(虚线)按照波纹区域边界8的流函数值在波纹区域边界8之间相间分布，且关于椭圆孔2的纵横中心线对称分布。流线型凸波纹4与凹波纹5都沿着既定流线走向从气流入口到出口连续分布。流线型凸波纹4与凹波纹5的波幅沿着纵向不变，波幅为翅片间距的0.1—0.9倍。流线型凸波纹4与凹波纹5的断面波纹形状6可以任何需要的形状，比如折线形、正/余弦波形、抛物线形、圆弧形等。

[0018] 本发明在翅片1冲压成型后，将翅片1经椭圆孔2套装在椭圆管上，翅片1间通过.椭圆环凸台3定位，通过焊接、管内试压等一系列常规工艺之后就完成了整个椭圆管管翅式换热器的制作。

[0019] 流线型波纹翅片的工作原理是：当流体在流线型波纹翅片之间的通道内流动时，通过翅片表面的流线型凸波纹4和凹波纹5的连续不断的引导，通道内流体主要在凸波纹4和凹波纹5形成的流线型通道内流动，流动平稳，流量分配较为均匀，有效抑制了椭圆管尾部流体的脱体，明显减小了流动压力损失。同时，凸波纹4和凹波纹5增加了翅片表面积、减小了翅片侧传热热阻，且流体流线型流动使得椭圆管后不易产生回流区，椭圆管后部翅片的换热性能也得到明显提高。以上发明使得流线型波纹翅片具有较好的流动与传热性能。