一种双槽式强化管型换热器

摘要

本发明提供了一种双槽式强化管型换热器，其可大大强化传热，节省能耗，从而有效提高传热效率，且换热效果好；其包括壳体，壳体两端装有管板，管板之间的所述壳体内壁上设有交替布置的折流板，所述折流板与所述壳体的长度方向垂直，换热管穿过所述折流板，并以转角正方形排列固定于两端的所述管板上，所述壳体外的上壁设有与其连通的进口、以及连通所述换热管的进料口，所述壳体外的下壁设有与其连通的出口、以及连通所述换热管的出料口，所述换热管的外壁周面上碾轧有横纹槽和螺旋槽，所述横纹槽和螺旋槽交替布置于所述换热管外壁上，所述换热管外壁上制有翅片，所述换热管内插有螺旋弹簧和波带，所述螺旋弹簧和波带交叉设置于所述换热管内。

权利要求

1.一种双槽式强化管型换热器，其包括壳体，所述壳体两端装有管板，所述管板之间的所述壳体内壁上设有交替布置的折流板，所述折流板与所述壳体的长度方向垂直，换热管穿过所述折流板，并以转角正方形排列固定于两端的所述管板上，所述壳体外的上壁设有与其连通的进口、以及连通所述换热管的进料口，所述壳体外的下壁设有与其连通的出口、以及连通所述换热管的出料口，其特征在于：所述换热管的外壁周面上碾轧有横纹槽和螺旋槽，所述横纹槽和螺旋槽交替布置于所述换热管外壁上，所述换热管外壁上制有翅片，所述换热管内插有螺旋弹簧和波带，所述螺旋弹簧和波带交叉设置于所述换热管内；所述螺旋弹簧为通过金属丝绕制而成；所述波带为通过金属薄片扭制而成的螺旋状扭带，且在所述换热管垂直中心线轴上交错为弹性波带；所述翅片包括锯齿形翅片、T形翅片，所述锯齿形翅片、T形翅片交错布置于所述换热管外壁上。

2.根据权利要求1所述的一种双槽式强化管型换热器，其特征在于：所述折流板包括上折流板、下折流板，所述上折流板、下折流板交错布置于所述壳体内，所述上折流板的一端固定于所述壳体内的上壁，所述上折流板的另一端与所述壳体内下壁形成流通间，所述下折流板的一端固定于所述壳体内的下壁，所述下折流板的另一端与所述壳体内上壁形成所述流通间。

3.根据权利要求1所述的一种双槽式强化管型换热器，其特征在于：所述波带为通过塑料薄片热加工而成的螺旋状扭带，且在所述换热管垂直中心线轴上交错为弹性波带。

说明书

一种双槽式强化管型换热器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种液体物料换热设备，具体为一种双槽式强化管型换热器。

背景技术

[0002] 在各种工业生产过程中，热能的利用程度直接关系到产品的成本和企业效益，其中换热器是回收余热或废热、提高热能利用率的主要设备，是目前炼油、化工生产广泛应用的一种常用设备，可通过这种设备进行热量传递，以满足化工工艺的需要，而传热管是换热器中的核心元件，其结构不但影响管程的传热系数，而且也会影响壳程的传热系数，现有的纵流式换热器中采用光滑圆管，传热效率较低、能耗高，换热效果不理想。

发明内容

[0003] 针对现有采用光滑圆管换热器，传热效率较低、能耗高、换热效果不理想的问题，本发明提供了一种双槽式强化管型换热器，其可大大强化传热，节省能耗，从而有效提高传热效率，且换热效果好。

[0004] 其技术方案是这样的：其包括壳体，所述壳体两端装有管板，所述管板之间的所述壳体内壁上设有交替布置的折流板，所述折流板与所述壳体的长度方向垂直，换热管穿过所述折流板，并以转角正方形排列固定于两端的所述管板上，所述壳体外的上壁设有与其连通的进口、以及连通所述换热管的进料口，所述壳体外的下壁设有与其连通的出口、以及连通所述换热管的出料口，其特征在于：所述换热管的外壁周面上碾轧有横纹槽和螺旋槽，所述横纹槽和螺旋槽交替布置于所述换热管外壁上，所述换热管外壁上制有翅片，所述换热管内插有螺旋弹簧和波带，所述螺旋弹簧和波带交叉设置于所述换热管内。

[0005] 其进一步特征在于：所述折流板包括上折流板、下折流板，所述上折流板、下折流板交错布置于所述壳体内，所述上折流板的一端固定于所述壳体内的上壁，所述上折流板的另一端与所述壳体内下壁形成流通间，所述下折流板的一端固定于所述壳体内的下壁，所述下折流板的另一端与所述壳体内上壁形成所述流通间；

[0006] 所述螺旋弹簧为通过金属丝绕制而成；

[0007] 所述波带为通过金属薄片扭制而成的螺旋状扭带，且在所述换热管垂直中心线轴上交错为弹性波带；

[0008] 所述波带为通过塑料薄片热加工而成的螺旋状扭带，且在所述换热管垂直中心线轴上交错为弹性波带；

[0009] 所述翅片包括锯齿形翅片、T形翅片，所述锯齿形翅片、T形翅片交错布置于所述换热管外壁上。

[0010] 本发明的有益效果是，进入换热管内的一种物料在经过交替布置的横纹槽和螺旋槽时，会引起附加涡流，并造成边界层分离而减簿边界层厚度，从而强化传热，同时该物料还受到换热管内螺旋弹簧和波带作用，即随着流体振动，螺旋弹簧可促进流体湍流、间歇破坏边界层的发展，使边界层变薄，螺旋状波带可使流体在换热管内产生连续旋流，螺旋流引起的二次流可促进径向混合，从而强化换热管内对流传热；另一种物料进入壳体与换热管之间，由于受到换热管外壁交错布置的锯齿形翅片、T形翅片作用，不仅扩大了传热面，又可造成流体的强烈扰动，极大地强化了传热，同时又受到折流板作用，有效增大了壳程流体流速和流体给热系数，提高了换热效果。

附图说明

[0011] 图1是本发明的结构示意图；

[0012] 图2是图1中单根换热管的局部剖视放大示意图。

具体实施方式

[0013] 如图1、图2所示，本发明包括壳体1，壳体1两端装有管板，管板之间的壳体1内壁上设有交替布置的折流板，折流板与壳体1的长度方向垂直，若干根换热管2穿过折流板，并以转角正方形排列固定于两端的管板上，折流板包括上折流板31、下折流板32，上折流板31、下折流板32交错布置于壳体1内，上折流板31的一端固定于壳体1内的上壁，上折流板31的另一端与壳体1内下壁形成流通间，下折流板32的一端固定于壳体1内的下壁，下折流板32的另一端与壳体1内上壁形成流通间；壳体1外的上壁设有与其连通的进口41、以及连通换热管2的进料口51，壳体外的下壁设有与其连通的出口42、以及连通换热管的出料口52，换热管2的外壁周面上碾轧有横纹槽6和螺旋槽7，横纹槽6也就是换热管2内表面是一圈圈的环形凸起，外表面是一圈圈环形凹槽，该环形凸起与环形凹槽所在截面垂直于轴线并间隔一定距离，螺旋槽7也就是通过辊压使换热管2外表面形成连续的螺旋形凹槽，内表面形成螺旋状凸起，螺旋状凸起与换热管2轴线有一定的螺旋角；横纹槽6的槽间距和螺旋槽7的螺旋角度根据实际情况作调整，也就是横纹槽6的槽间距越小和螺旋槽7的螺旋角度越小，扰流作用越好；横纹槽6和螺旋槽7交替布置于换热管2外壁上，换热管2外壁上制有翅片，翅片包括锯齿形翅片81、T形翅片82，锯齿形翅片81、T形翅片82规律性地交错布置于换热管2外壁上，锯齿形翅片81为带肋的锯齿结构；换热管2内插有螺旋弹簧9和波带10，螺旋弹簧9和波带10交叉设置于换热管2内；螺旋弹簧9为通过金属丝绕制而成，可根据情况做成连续的或是分段的；波带10为通过金属薄片扭制而成的螺旋状扭带，且在换热管2垂直中心线轴上交错为弹性波带；波带10也可为通过塑料薄片热加工而成的螺旋状扭带。

[0014] 本发明的工作原理是，一种物料由进料口51进入换热管2中，然后从出料口52排出，其中物料在换热管2内交替通过横纹槽6和螺旋槽7，首先通过横纹槽6时，掠过这些环形凸起和环形凹槽时，环形凸起对流体具有扰流作用，会引起附加涡流，并造成边界层分离而减簿边界层厚度，从而强化传热，当流体通过螺旋槽7时，换热管2内表面螺旋状凸起对近壁处流体流动的限制或引导作用，使流体形成螺旋运动，加强了径向扰动并产生局部二次流，同时螺旋状凸起所导致的形体阻力产生压力梯度，使边界层流体发生了扰流脱体，形成了回流区，在再附点处换热最强，同时物料还受到换热管2内螺旋弹簧9和波带10作用，即随着流体振动，螺旋弹簧9能促进流体湍流、间歇破坏边界层的发展，使边界层变薄，波带10可使流体在换热管2内产生连续旋流，螺旋流引起的二次流促进了径向混合，因而强化换热管2内对流传热，以及波带10在换热管2垂直中心线轴上交错为弹性波带，可通过引导和置换流体产生扰流但不产生离心力，使中间流体移置壁面，壁面流体移置中间，促使边界层产生扰流，同时具有边界层分离和切割功能，对流体产生扰动或破坏换热管2壁表面的液体边界层而达到强化传热的目的，并具有防垢、除垢的效果；

[0015] 另一种物料由进口41进入壳体1与换热管2之间，然后从出口42排出，其中，该物料受到换热管2外壁制成交错的锯齿形翅片81、T形翅片82作用，不仅扩大了传热面，又可造成流体的强烈扰动，从而极大地强化了传热，且压降不大，可代替现有光管或螺纹管作为油品换热器的换热管，也是低传热膜系数、高黏度介质和含尘高温烟气的理想传热管，可用于油品等纵向流管束换热和烟气锅炉或余热回收中，同时该物料还受到折流板作用，可有效增大壳程流体流速和流体给热系数，提高换热效果。