專利名稱：交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱交換裝置，具體地是交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要由鼓風(fēng)機(jī)1、擋水板2、噴嘴3、傳熱盤管6、集水槽5構(gòu)成，其工作過程如下循環(huán)水泵4將集水槽5的冷卻水壓送到傳熱盤管6的上方，經(jīng)噴嘴3噴淋在傳熱盤管6外側(cè)，水流回集水槽5；鼓風(fēng)機(jī)1使室外空氣自下而上地經(jīng)傳熱盤管6，經(jīng)顯熱和潛熱交換使傳熱盤管6內(nèi)的制冷蒸氣冷凝；擋水板2把空氣中夾帶的水滴分離下來?？梢?，在蒸發(fā)式冷凝器中，流體通過冷卻盤管來交換熱量。
現(xiàn)有的蒸發(fā)式冷凝器傳熱盤管的管種類有光管和翅片管，管形有普通圓管和橢圓管。在盤管管束體積一定時(shí)，相對(duì)于光管，翅片管增加了傳熱面積，但所增面積有限，同時(shí)形成二次流，增大了流體的湍動(dòng)程度，有利于傳熱，但翅片是附屬于光管的裝置，需要額外的裝配，維護(hù)，檢查或者是清洗；為改進(jìn)普通圓管，美國(guó)專利說明書US-4,755,331發(fā)明了一種蒸發(fā)式冷凝器用橢圓管，橢圓管增加了傳熱面積，從而增大了熱容量，改善了傳熱效果，但橢圓管無法形成二次流，對(duì)增加流體湍動(dòng)程度增加有限；尤其突出的問題是，上述盤管都是單面潤(rùn)濕管，噴淋水均無法淋濕盤管的全部表面，對(duì)換熱面積應(yīng)用并不充分。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種高效率的交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，使噴淋水能最大面積的潤(rùn)濕盤管表面，從而使有效換熱面積增大，并且噴淋水流過盤管表面時(shí)，通過形成二次流和離心力的作用使流體層變薄，同時(shí)擾動(dòng)增大流體湍動(dòng)程度，流體層變薄和湍動(dòng)程度增大都可增大換熱系數(shù)，另外壓力降維持得很低以致不需要或很小地增加額外的輸入功。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的傳熱盤管是雙半徑橢圓形管，管子扭成螺旋狀，呈交變曲面波紋螺線形。
本實(shí)用新型的傳熱盤管的螺旋狀扭曲斜度是指扭曲線切線與管長(zhǎng)度方向的角度，在5°-75°范圍較佳；其最佳角度是30°。
本實(shí)用新型將高效填料混合波紋板的原理和薄層流動(dòng)方式，應(yīng)用于不連續(xù)交變曲面波紋盤管以傳質(zhì)強(qiáng)化傳熱。
上述單根交變曲面波紋盤管制作成后，排列成管束時(shí)，在它們的圓角處不需扭曲，并可通過焊接連接，按普通圓管排列和安裝成管束即可在蒸發(fā)式冷凝器中應(yīng)用。
本實(shí)用新型交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)點(diǎn)是(1)它能提供盤管管束體積一定時(shí)最大的傳熱表面積，結(jié)果該盤管管束提高了傳熱容量；(2)它能使噴淋水最大限度的潤(rùn)濕盤管表面，提供盤管管束總面積一定時(shí)最大的有效傳熱面積；(3)管表面流體層變薄，這將增大傳熱系數(shù)；(4)流體流過管子表面時(shí)將會(huì)形成漩渦，產(chǎn)生了循環(huán)和混合，增大了流體湍動(dòng)程度，這將增大傳熱系數(shù)，從而改善傳熱效果；(5)在管內(nèi)，通過減小邊界層厚度和增強(qiáng)混合程度，傳熱系數(shù)得以增大，從而改善傳熱效果；(6)渦流不需要通過附屬于管的裝置產(chǎn)生，這點(diǎn)與別的技術(shù)不同，正因?yàn)槿绱?，它們不需要額外的裝配，維護(hù)，檢查或者是清洗。


圖1是現(xiàn)有蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1中傳熱盤管采用本實(shí)用新型的交變曲面波紋盤管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的交變曲面波紋盤管在圖1中A-A截面圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)用新型采用的傳熱盤管是雙半徑橢圓形管，管子扭成螺旋狀，呈交變曲面波紋螺線形。
圖3中本實(shí)用新型采用的交變曲面波紋盤管排列成管束，在它們的圓角處不需扭曲，通過焊接連接，管束排列的水平間距L為管橢圓截面長(zhǎng)軸的1.4--2.1倍，垂直間距S為管橢圓截面長(zhǎng)軸的1.1-1.8倍。
圖1中的蒸發(fā)式冷凝器采用本實(shí)用新型的交變曲面波紋盤管時(shí)，其工作過程和原理如下在管外，首先當(dāng)噴淋水噴灑在圖3所示交變曲面波紋管束表面上時(shí)，交變曲面波紋管表面的特殊結(jié)構(gòu)將結(jié)噴淋水起流動(dòng)的導(dǎo)向作用，同時(shí)由于受重力及交變曲面波紋管向心力的作用，噴淋水將能最大限度的潤(rùn)濕管的表面，從而最大限度的增加有效傳熱面積；其次流體受到由渦流離心力產(chǎn)生的二次循環(huán)和不同流層速度的影響，管表面流體層會(huì)變薄，同時(shí)流過管子表面時(shí)將會(huì)形成漩渦，產(chǎn)生了循環(huán)和混合，增大了流體湍動(dòng)程度，這些都可以增大傳熱系數(shù)，為表明交變曲面波紋管對(duì)傳熱系數(shù)的影響是有利的，螺旋管道可是看作是多組連續(xù)的短區(qū)，在這些區(qū)之間所建立的穩(wěn)定的速度分布被流體連續(xù)不斷的變化打斷，這些擾動(dòng)過程使流體取得較好的橫向混合，并且大量的擾動(dòng)也可流體在較低的雷諾數(shù)下保持湍流；在管內(nèi)，管中心流體比管壁流體有更大的速度并受到更大的離心力，這將導(dǎo)致二次流在管中心向外而在管壁向內(nèi)，通過減小邊界層厚度和增強(qiáng)混合程度，傳熱系數(shù)得以增大，交變曲面波紋管能改善傳熱效果，另外由于局部速度區(qū)和流體分布的合理化，熱傳導(dǎo)更加均衡。
權(quán)利要求1.一種交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，主要由鼓風(fēng)機(jī)、擋水板、噴嘴、傳熱盤管、集水槽構(gòu)成，其特征在于所述的傳熱盤管是雙半徑橢圓形管，管子扭成螺旋狀，呈交變曲面波紋螺線形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，其特征在于所述傳熱盤管的螺旋狀扭曲斜度是5°-75°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，其特征在于傳熱盤管的螺旋狀扭曲斜度是30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，其特征在于所述的傳熱盤管排列成管束，通過焊接連接，管束排列的水平間距L為管橢圓截面長(zhǎng)軸的1.4-2.1倍，垂直間距S為管橢圓截面長(zhǎng)軸的1.1-1.8倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，其特征在于所述的傳熱盤管排列成管束，通過焊接連接，管束排列的水平間距L為管橢圓截面長(zhǎng)軸的1.4-2.1倍，垂直間距S為管橢圓截面長(zhǎng)軸的1.1-1.8倍，傳熱盤管的螺旋狀扭曲斜度是30°。
專利摘要一種交變曲面波紋盤管蒸發(fā)式冷凝器，主要由鼓風(fēng)機(jī)、擋水板、噴嘴、傳熱盤管、集水槽構(gòu)成，所述的傳熱盤管是雙半徑橢圓形管，管子扭成螺旋狀，呈交變曲面波紋螺線形；本實(shí)用新型使噴淋水能最大面積的潤(rùn)濕盤管表面，從而使有效換熱面積增大，并且噴淋水流過盤管表面時(shí)，通過形成二次流和離心力的作用使流體層變薄，同時(shí)擾動(dòng)增大流體湍動(dòng)程度，流體層變薄和湍動(dòng)程度增大都可增大換熱系數(shù)。
文檔編號(hào)F28F1/08GK2557912SQ0222788
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者朱冬生, 蔣翔 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)