專利名稱：雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及扁管管翅換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器。
背景技術(shù)：
管翅換熱器的運(yùn)行費(fèi)用取決于管翅換熱器的傳熱性能。為了滿足節(jié)能減排的要 求，管翅換熱器的強(qiáng)化傳熱非常重要。扁管管翅換熱器最適合移動設(shè)備用換熱器，比如汽 車水箱，內(nèi)燃機(jī)車用換熱器，扁管管翅換熱器可以是管帶式或穿片式，前者更像板翅式換熱 器。如無特別說明，“管翅換熱器”中“管” 一般指圓管，現(xiàn)有絕大部分關(guān)于管翅換熱器片型 的專利僅涉及圓管管翅換熱器。而扁管管翅換熱器和圓管管翅換熱器無論在管型結(jié)構(gòu)還是 在換熱器制造工藝方面都截然不同。對于常用的扁管管翅換熱器，在氣側(cè)安裝翅片以增加換熱面積減小空氣測的熱阻 是提高換熱的有效措施。但是翅片表面溫度和管子表面溫度之差隨著遠(yuǎn)離管子表面距離的 增加而增加，降低了換熱性能，同時也受到經(jīng)濟(jì)性的限制使得翅片的面積不能無限的增加。 現(xiàn)有的研究表明扁管管翅更適合采用渦產(chǎn)生器來增強(qiáng)主流方向的渦通量。為了進(jìn)一步提高 扁管管翅換熱器的傳熱性能，在翅片表面設(shè)置渦產(chǎn)生器是一種有效的強(qiáng)化傳熱措施。在翅 片表面沖壓出的渦產(chǎn)生器在流體中可以產(chǎn)生漩渦，造成二次流動，促進(jìn)冷熱流體間的混合， 可以有效地強(qiáng)化翅片表面的換熱性能?，F(xiàn)有的翅片表面?zhèn)鳠釓?qiáng)化手段有波紋翅片、開縫翅片、百葉窗翅片、渦產(chǎn)生器式及 組合型等強(qiáng)化傳熱翅片，這些翅片在強(qiáng)化換熱的同時，伴隨引起流動阻力的增加?，F(xiàn)有的 單面布置渦產(chǎn)生器的渦產(chǎn)生器式強(qiáng)化換熱表面可以有效地增強(qiáng)對流換熱性能，但是同時流 動阻力也隨著渦產(chǎn)生器的引入而增加。為在消耗一定泵功率下，進(jìn)一步提高渦產(chǎn)生器式強(qiáng) 化換熱管翅的傳熱性能，可以改變翅片表面渦產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)及其布置方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能增加扁管管翅換熱器氣體側(cè)換熱性能 的雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，包括沿著氣體流動方向排列的扁管和套在扁管 上的翅片，所述翅片上設(shè)有套裝扁管的孔，每個孔的上下兩側(cè)分別沖壓兩對向上的渦產(chǎn)生 器和兩對向下的渦產(chǎn)生器，并在翅片上留下相應(yīng)的小孔；向上的第一對渦產(chǎn)生器的前緣點 位于套裝扁管的孔的前端切線，向上的第二對渦產(chǎn)生器的前緣點位于套裝扁管的孔的中間 垂直線。所述的渦產(chǎn)生器為三角形，四對渦產(chǎn)生器兩兩關(guān)于套裝扁管的孔對稱分布，與孔 相距1-2倍的孔的寬度。所述上表面渦產(chǎn)生器和下表面渦產(chǎn)生器的兩直角邊的長度比為2 :1，渦產(chǎn)生器的 高度與翅片的間距相等，高度與短直角邊的比為1:1。
所述向下的兩對渦產(chǎn)生器與向上的兩對渦產(chǎn)生器等距離間隔排列，間距為 0. 5-2. 5倍的渦產(chǎn)生器長度。所述上表面渦產(chǎn)生器和下表面渦產(chǎn)生器的底邊與來流方向的鈍角θ為115_135度。本發(fā)明由于在通道上下兩面都布置有渦產(chǎn)生器，使得通道的上下兩面也就是翅片 的兩側(cè)與流體間的換熱條件都得到改善，可以有效地提高翅片表面的換熱性能。同時，在 扁管兩側(cè)翅片上向兩側(cè)都翻邊沖壓出渦產(chǎn)生器后，在扁管和渦產(chǎn)生器之間形成了一流體通 道，使得扁管表面及扁管周圍翅片表面都得到不斷沖刷，使得通道內(nèi)的冷熱流體充分得到 摻混，改善了扁管、翅片和流體之間的傳熱性能。由于渦產(chǎn)生器的高度較小，所帶來的流動 阻力損失較小，使得本發(fā)明的換熱板芯結(jié)構(gòu)與單面沖壓渦產(chǎn)生器的管翅板芯相比，在提高 換熱性能的同時，也降低了流動阻力損失，提高了換熱效率，增加了換熱設(shè)備的緊湊性，在 相同的熱負(fù)荷下減小了泵功率，節(jié)省了能源。本發(fā)明相對沒有沖壓渦產(chǎn)生器的扁管翅片散 熱器，換熱能力提高50. 9%(^=1600)，相對現(xiàn)有單面沖壓渦產(chǎn)生器的扁管管翅結(jié)構(gòu)而言， 在渦產(chǎn)生器長度一樣，高度減小一半的情況下，本發(fā)明提出的散熱芯片結(jié)構(gòu)在流動徹數(shù)為 1900時(以翅片間距作定型尺寸)，換熱性能提高28. 2%，同時阻力系數(shù)降低13. 5%，大大地 改善了管翅的換熱與流動性能。本發(fā)明在扁管管翅結(jié)構(gòu)氣體通道的上下兩面都布置有小尺 寸的渦產(chǎn)生器，也就是在翅片的兩面同時翻邊沖壓出渦產(chǎn)生器，相對現(xiàn)有單面沖壓渦產(chǎn)生 器的片型，可以在提高翅片換熱能力的同時降低氣側(cè)的流動阻力，在相同的熱負(fù)荷下，增加 了換熱器的緊湊性，降低了泵功率。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明
一種雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，包括沿著氣體流動方向順排或錯排的扁管3和 套在扁管3上的翅片4，在翅片4上設(shè)有套裝扁管3的孔6，每個孔6的上下兩側(cè)分別沖壓 兩對向上的三角形渦產(chǎn)生器1和兩對向下的三角形渦產(chǎn)生器2，并在翅片4上留下相應(yīng)的 三角形小孔5。向上的兩個渦產(chǎn)生器1和向下的兩個渦產(chǎn)生器2均與翅片4垂直，第一對 向上的渦產(chǎn)生器1的前緣點位于孔6的前端切線，第二對向上的渦產(chǎn)生器1的前緣位于孔 6的中間垂直線，向下的兩對渦產(chǎn)生器2與向上的兩對渦產(chǎn)生器1等距離間隔排列，間距為 0. 5-2. 5倍的渦產(chǎn)生器長度。四對渦產(chǎn)生器兩兩關(guān)于孔6對稱分布，且與孔6相距孔6寬 度的1-2倍。每個渦產(chǎn)生器的長度為渦產(chǎn)生器與翅片4相連的直角邊的長度，每個渦產(chǎn)生 器的兩直角邊的長度之比為2:1，每個渦產(chǎn)生器的高度等于翅片4的間距，且高度與短直 角邊的長度相同。上表面渦產(chǎn)生器1和下表面渦產(chǎn)生器2的底邊與來流方向的鈍角θ為 115—135度。當(dāng)流體流經(jīng)渦產(chǎn)生器時，會產(chǎn)生縱向渦，在流體中產(chǎn)生伴隨主流的二次流動， 所產(chǎn)生的二次流向下游傳遞，使得渦產(chǎn)生器處及其下游的冷熱流體不斷得到摻混。本發(fā)明 渦產(chǎn)生器的尺寸較小，排列規(guī)則，沖壓模具制造比較簡單，在翅片4預(yù)定位置沖壓出渦產(chǎn)生器后，將翅片4套裝在扁管3上，通過焊接、管內(nèi)試壓等一系列傳統(tǒng)工藝之后就完成了整個 渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器的制作。
權(quán)利要求
1.一種雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，包括沿著氣體流動方向排列的扁管C3)和套 在扁管(3)上的翅片G)，其特征在于所述翅片(4)上設(shè)有套裝扁管(3)的孔(6)，每個孔 (6)的上下兩側(cè)分別沖壓兩對向上的渦產(chǎn)生器(1)和兩對向下的渦產(chǎn)生器O)，并在翅片 (4)上留下相應(yīng)的小孔(5)；所述向上的第一對渦產(chǎn)生器(1)的前緣點位于孔(6)的前端切 線，向上的第二對渦產(chǎn)生器(1)的前緣點位于孔(6)的中間垂直線。
2.在根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，其特征在于所述的渦產(chǎn) 生器(1)為三角形，四對渦產(chǎn)生器兩兩關(guān)于孔(6)對稱分布，與孔(6)相距1-2倍的孔(6) 寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，其特征在于所述上表面 渦產(chǎn)生器(1)和下表面渦產(chǎn)生器(2)的兩直角邊的長度比為2 :1，渦產(chǎn)生器的高度與翅片 (4)的間距相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，其特征在于所述向下的 兩對渦產(chǎn)生器O)與向上的兩對渦產(chǎn)生器(1)等距離間隔排列，間距為0. 5-2. 5倍的渦產(chǎn) 生器長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，其特征在于所述上表面渦 產(chǎn)生器(1)和下表面渦產(chǎn)生器(2)的底邊與來流方向的鈍角θ為115_135度。
全文摘要
一種雙面渦產(chǎn)生器式扁管管翅換熱器，涉及扁管管翅換熱器技術(shù)領(lǐng)域，包括沿著氣體流動方向排列的扁管和套在扁管上的翅片，所述翅片上設(shè)有套裝扁管的孔，每個孔的上下兩側(cè)分別沖壓兩對向上的渦產(chǎn)生器和兩對向下的渦產(chǎn)生器，并在翅片上留下相應(yīng)的小孔；向上的第一對渦產(chǎn)生器的前緣點位于套裝扁管的孔的前端切線，向上的第二對渦產(chǎn)生器的前緣點位于套裝扁管的孔的中間垂直線。本發(fā)明在翅片的兩面同時翻邊沖壓出渦產(chǎn)生器，相對現(xiàn)有單面沖壓渦產(chǎn)生器的片型，可以在提高翅片換熱能力的同時降低氣側(cè)的流動阻力，在相同的熱負(fù)荷下，增加了換熱設(shè)備的緊湊性，降低了泵功率，節(jié)省了能源。
文檔編號F28F1/32GK102121798SQ20111007389
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者宋克偉, 常立民, 張永恒, 林志敏, 武祥, 王良成, 王良璧 申請人:蘭州交通大學(xué)