專利名稱：連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及傳熱管。
背景技術(shù)：
熱交換器在石油、化工、電力及冶金制造等工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，尤其以管式換 熱設(shè)備作為間壁換熱過程的主要形式，文獻中介紹的高效換熱管將有近百種，但能夠廣泛 應(yīng)用的強化傳熱管卻相對較少。尤其對管內(nèi)換熱過程的強化，不但要考慮傳熱系數(shù)的提高， 而且還要考慮阻力系數(shù)的增加。對銅材質(zhì)的換熱管，由于其質(zhì)地較軟，可加工成各種內(nèi)微 翅、軋槽管、螺紋或波節(jié)等強化管；碳鋼和不銹鋼管主要以螺紋管、波節(jié)管等異型結(jié)構(gòu)來提 高換熱效率。提高管內(nèi)的對流換熱效率，通常采用降低邊界層厚度，提高低流速下的湍流程 度，改變原有的速度和溫度場分布情況；而對于制冷劑蒸發(fā)或冷凝過程，石油化工生產(chǎn)過程 中的有機蒸氣或混合蒸氣冷凝過程，采用內(nèi)微肋管或溝槽管在相同當(dāng)量面積條件下，可提 高換熱系數(shù)30 80%。其強化機理主要有以下幾方面，(1)增加了換熱面積；(2)對流動邊 界層的擾動，減小邊界層厚度，改變對流傳熱溫度梯度；(3)在表面張力作用下，冷凝液聚 集在溝槽內(nèi)，平均冷凝液膜厚度減薄，降低液膜導(dǎo)熱熱阻；(4)蒸發(fā)氣化過程，形成核態(tài)沸 騰溫差降低，增加傳熱推動力。由于微肋結(jié)構(gòu)主要作用于邊界層的層流底層，對流動過程阻 力增加相對較小，所以實際應(yīng)用較多。但是受加工工藝限制，強化管材質(zhì)更多局限于銅管和 鋁管，而碳鋼和不銹鋼管應(yīng)用相對較少。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對上述不足問題，提供一種連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，結(jié)構(gòu)簡單，兼具 有材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，傳熱效果佳。本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，其特 征是換熱管為不銹鋼或碳鋼管，換熱鋼管連通進水管和出水管，換熱鋼管帶有內(nèi)軋紋溝槽 或外軋紋溝槽。所述溝槽是V型或梯形溝槽。所述溝槽之間平行或不同方向交叉布置。所述溝槽深度為0. 2 0. 5mm,寬度為1 2mm，溝槽之間的間距為5 20mm。本實用新型在碳鋼管或不銹鋼管內(nèi)壁或外壁設(shè)置溝槽結(jié)構(gòu)，溝槽深度、寬度及間 距等實際應(yīng)用可根據(jù)換熱介質(zhì)的物性，選擇不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)軋紋結(jié)構(gòu)或外軋紋結(jié)構(gòu)。用于蒸 發(fā)式冷凝器時，冷凝液在表面張力作用下，一部分沿溝槽內(nèi)流動到換熱管底部，由于減薄了 溝槽邊緣的冷凝液膜厚度，降低了冷凝液膜的平均熱阻，而且由于粗糙溝槽對混合氣層流 底層起到擾流作用，加速了氣體在邊界層內(nèi)的對流傳質(zhì)過程，對整個系統(tǒng)的熱質(zhì)傳遞有明 顯強化作用，提高了管內(nèi)冷凝傳熱系數(shù)。用于蒸發(fā)器及流體冷卻器換熱管，溝槽部分可以增 加換熱表面工質(zhì)氣化核心，降低液膜的氣化溫差，提高了管外沸騰傳熱系數(shù)。本實用新型具有加工方便、運行高效、生產(chǎn)成本低等特點，可應(yīng)用于蒸發(fā)、冷凝或?qū)α鲹Q熱設(shè)備中，應(yīng)用廣泛，產(chǎn)品換熱效率高。
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖(V形內(nèi)軋紋)。圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖(梯形內(nèi)軋紋)。圖3是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖(V形外軋紋)。圖4是本實用新型軋紋管展開圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型并不局限于 具體實施例。實施例1 如圖2所示，為氟利昂制冷工質(zhì)的制冷系統(tǒng)生產(chǎn)蒸發(fā)式及流體冷卻器用 連續(xù)內(nèi)軋紋換熱管1，盤管內(nèi)工質(zhì)為水平流動方向，軋紋管梯形溝槽3尺寸寬度為1mm，深 度為0.3mm，溝槽間隔為3mm，冷凝液在表面張力作用下，一部分沿溝槽內(nèi)流動到換熱管底 部，由于減薄了溝槽邊緣的冷凝液膜厚度，降低了冷凝液膜的平均熱阻，提高了管內(nèi)冷凝傳 熱系數(shù)。實施例2 氟利昂制冷工質(zhì)的制冷系統(tǒng)滿液式蒸發(fā)器及流體冷卻器換熱管，采用 如圖3、4所示的外軋紋碳鋼管4，V形軋紋溝槽2，深度0. 2mm,溝槽間隔5mm，溝槽為平行 布置，傾斜夾角為15°，軋紋后鋼帶翻轉(zhuǎn)，經(jīng)卷曲焊接，形成外軋紋溝槽管，溝槽部分可以增 加換熱表面工質(zhì)氣化核心，降低液膜的氣化溫差，提高了管外沸騰傳熱系數(shù)。實施例3 含不凝氣的甲醇蒸氣冷凝系統(tǒng)蒸發(fā)式冷凝器及流體冷卻器采用如 圖1、4所示的不銹鋼內(nèi)軋紋換熱盤管1，經(jīng)連續(xù)制管線生產(chǎn)的內(nèi)軋紋表面，V形軋紋溝槽2 的規(guī)格寬為0.8mm，溝槽深度為0.3mm，溝槽間距為2mm，經(jīng)卷曲焊接生產(chǎn)內(nèi)軋紋溝槽管， 冷凝液膜沿溝槽流到水平管底部，受流速剪切力作用內(nèi)表面主要冷凝面液膜厚度降低，而 且由于粗糙溝槽對混合氣層流底層起到擾流作用，加速了甲醇氣體在邊界層內(nèi)的對流傳質(zhì) 過程，對整個系統(tǒng)的熱質(zhì)傳遞有明顯強化作用。
權(quán)利要求1.連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，其特征是換熱管為不銹鋼或碳鋼管，換熱鋼管連通進水 管和出水管，換熱鋼管帶有內(nèi)軋紋溝槽或外軋紋溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，其特征是溝槽是V型或梯形溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，其特征是溝槽之間平行或不 同方向交叉布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，其特征是溝槽深度為0.2 0. 5mm,寬度為1 2mm，溝槽之間的間距為5 20mm。
專利摘要本實用新型屬于交換設(shè)備領(lǐng)域。連續(xù)軋紋強化傳熱鋼管，換熱管為不銹鋼或碳鋼管，換熱鋼管連通進水管和出水管，換熱鋼管帶有內(nèi)軋紋溝槽或外軋紋溝槽。本實用新型鋼管內(nèi)表面或外表面形成不同規(guī)格的軋紋溝槽結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同工質(zhì)的換熱特性，選擇不同結(jié)構(gòu)的軋紋，提高換熱工質(zhì)在管內(nèi)的對流、冷凝或沸騰傳熱系數(shù)。
文檔編號F28F1/12GK201852508SQ20102061557
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者周興東, 姜文俊, 徐雄冠, 江磊, 鄧凱翔 申請人:Bac大連有限公司