專利名稱：一種降膜蒸發(fā)換熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種降膜蒸發(fā)換熱管，用于實現(xiàn)管內(nèi)外流體熱交換。
背景技術(shù)：
降膜蒸發(fā)器是許多工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，例如，中央空調(diào)系統(tǒng)冷水機組中的降膜蒸發(fā)器。降膜蒸發(fā)器性能的優(yōu)劣在很大程度上取決于換熱管的換熱性能好壞。換熱管為具有內(nèi)腔的管體，通常管體內(nèi)壁表面光滑或者內(nèi)壁表面沿管體軸向設(shè)有呈螺旋狀分布的槽道；管體外表面為光滑表面或者具有沿管體軸向呈螺旋狀分布的翅片， 翅片之間為光滑表面。在降膜蒸發(fā)器工作過程中，降膜蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置的噴淋裝置將液體從換熱管束上方或周邊噴淋到換熱管上，在換熱管外表面形成液膜。熱流體從換熱管內(nèi)流過，流動時與管外液體進行熱交換，管外液體受熱后發(fā)生蒸發(fā)、沸騰產(chǎn)生蒸汽，帶走管內(nèi)流體的能量。在降膜蒸發(fā)器中，往往多根換熱管排列成水平管束，部分噴淋的液體被管束上部的換熱管加熱成蒸汽，來不及蒸發(fā)的液體向下流動，流到下面的管子表面被加熱，其中部分液體繼續(xù)形成蒸汽；剩余液體繼續(xù)向下流動，依然被下面的管子加熱和部分液體形成蒸汽。這種現(xiàn)象延續(xù)， 直到管束的最下面一排換熱管。但是上述降膜蒸發(fā)器存在以下問題降膜蒸發(fā)器中所噴淋的液體是分散的，噴淋到換熱管表面時往往分布是不均勻的。由于換熱管外表面或者翅片之間為光滑表面，使得管外液體濕潤擴散性不夠充分；同時，帶翅片的換熱管，翅片一般為金屬片狀，高出換熱管表面，阻礙了液體的軸向運動。因此液體不容易沿?fù)Q熱管軸向濕潤擴散，更容易沿?fù)Q熱管的周向落到下面一級的換熱管上，滴落到下一級換熱管的液體在沒有沿軸向濕潤擴散之前， 會繼續(xù)沿管子周向向下一級換熱管滴落，造成液體在換熱管表面分布不均勻，使換熱管局部表面液膜變厚，降低了換熱效果，而部分表面出現(xiàn)干涸，不能進行熱交換。根據(jù)傳熱學(xué)理論，降膜蒸發(fā)換熱管表面的液體能否分布均勻，對換熱管的換熱效果影響極大，成為提高降膜換熱管換熱效果的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種降膜蒸發(fā)換熱管，旨在解決傳統(tǒng)換熱管中外表面濕潤性不夠以及換熱管表面液體分布不均勻的問題，從而有效提高換熱管的換熱效果。本實用新型的技術(shù)方案是一種降膜蒸發(fā)換熱管，包括管體以及設(shè)在該管體外表面上的若干個翅片，所述翅片由金屬粉末燒結(jié)成型而成，且翅片與管體的外表面連成一體， 同時在管體的外表面、每相鄰兩翅片之間設(shè)有軸向的微毛細(xì)槽道。所述翅片的邊緣截面呈圓弧形、矩形、梯形或三角形。所述翅片均勻分布在管體的外表面，翅片的高度為f 4mm，每Im長的管體上布置有10 300個翅片。[0010]所述微毛細(xì)槽道均勻分布在管體的外表面，微毛細(xì)槽道的截面呈三角形、矩形、梯形或半圓形。所述微毛細(xì)槽道的深度為O. 0Γ0. Imm,寬度為O. θΓθ. 1mm。所述翅片是由銅粉末、鐵粉末或鋁粉末燒結(jié)而成的多孔介質(zhì)翅片，該多孔介質(zhì)翅片的孔隙率在40%以上。所述管體的內(nèi)表面設(shè)置有螺旋形槽道。所述螺旋形槽道共有10 50條，槽深為O. Γ0. 4mm。本實用新型的優(yōu)點是I、本換熱管的翅片由金屬粉末燒結(jié)成型，金屬粉末燒結(jié)的翅片會在其上形成很多孔隙，增加與工質(zhì)接觸的面積，同時結(jié)合管體外表面設(shè)置的微毛細(xì)槽道結(jié)構(gòu)，從而加大了散熱面積，也克服了傳統(tǒng)金屬翅片阻礙液體軸向流動的缺點。2、管體表面的微毛細(xì)槽道和燒結(jié)成型而成的多孔介質(zhì)翅片所產(chǎn)生的毛細(xì)力使得液體在管外分布的非常均勻，解決了降膜換熱管外表面易干涸的缺點。3、微毛細(xì)槽道和帶有孔隙的翅片增加了汽化核心的數(shù)目，提高了降膜換熱管的換熱性能。4、換熱管內(nèi)的螺旋形槽道對管內(nèi)的流動可以起到破壞邊界層的作用，達到強化換熱的作用。

圖I是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中的A部放大圖；圖3是圖I的B-B向剖視圖；其中1-管體，2-翅片，3-微毛細(xì)槽道，4-螺旋形槽道。
具體實施方式
如圖I所示，本實施例的降膜蒸發(fā)換熱管包括換熱管的管體1，該管體I的外表面設(shè)置有許多徑向的翅片2，而且在管體I的外表面、每相鄰兩翅片2之間還設(shè)置有軸向的毛細(xì)導(dǎo)槽3。如圖2所示，上述翅片2由金屬粉末燒結(jié)成型而成(用金屬粉末燒結(jié)成型的翅片中會存在許多孔隙，稱之為“多孔介質(zhì)翅片”)。前述用于燒結(jié)翅片的金屬粉末最好選用銅粉末、鐵粉末或鋁粉末，這樣就可保證帶有許多空隙的翅片2 (多孔介質(zhì)翅片)的空隙率在40% 以上。翅片2與管體I的外表面緊緊結(jié)合而連成一體。翅片2的邊緣截面(所謂“邊緣截面”，是指翅片邊緣處的截面)一般設(shè)置成圓弧形、矩形、梯形或三角形，本例中翅片2的邊緣截面為圓弧形(如圖2所示)。翅片2在管體I外表面均勻分布，其高度一般為f4mm (本例為2mm),在每Im長的管體I上一般設(shè)置有10 300片翅片(本例為300片)。如圖2、圖3所示，所述微毛細(xì)槽道3與換熱管的軸向平行，均勻分布在管體I的外表面，微毛細(xì)槽道的截面可為三角形、矩形、梯形或半圓形(本例為三角形)，其槽深優(yōu)選
0.01 0· Imm (本例為0. 05mm)，槽寬優(yōu)選0. 01 0· Imm (本例為0. 05mm)。如圖I所示，本例在管體I的內(nèi)表面還設(shè)置有1(Γ50條的螺旋形槽道4，其槽深優(yōu)選為O. I O. 4mm (本例為O. 3mm),槽寬O. 35mm。本實施例的工作原理如下金屬粉末燒結(jié)成型的翅片2中會存在許多孔隙，定義為多孔介質(zhì)。根據(jù)流體力學(xué)理論，當(dāng)翅片2中液體較少時，翅片的孔隙中會形成汽-液界面，此時會產(chǎn)生很強的毛細(xì)力。噴淋到換熱管上的液體在沿管子周向向下滴落之前，部分液體會在金屬粉末燒結(jié)成型的翅片2和軸向的微毛細(xì)槽道3產(chǎn)生的毛細(xì)力作用下，迅速沿?fù)Q熱管軸向濕潤換熱管表面。如果翅片附近液體較多，在前述毛細(xì)力的作用下，會吸收周邊的液體向翅片2流動，并吸收在翅片內(nèi)，從而減薄了翅片周圍換熱管表面液膜的厚度，提高了蒸發(fā)換熱系數(shù)。 如果翅片附近液體較少，甚至出現(xiàn)干涸時，在前述毛細(xì)力的作用下，又會推動翅片2內(nèi)的液體向液體較少的區(qū)域流動，避免干涸現(xiàn)象出現(xiàn)?？傊?，在金屬粉末燒結(jié)翅片的毛細(xì)力作用下，翅片2可以吸收翅片周圍過多的液體，減薄液膜；或者釋放出液體補充翅片周圍液體較少的區(qū)域；從而起到了保證換熱管表面液膜均勻分布的效果。金屬粉末燒結(jié)翅片具有較大的孔隙率，在液體流量較大的情況下，液體可以直接滲透過金屬粉末燒結(jié)翅片沿軸向流動， 克服了常規(guī)金屬片狀翅片阻礙液體軸向流動的缺點。另一方面，降膜蒸發(fā)器的工作原理是通過換熱管外的液體與換熱管內(nèi)的熱流體進行熱交換，使管外液體發(fā)生蒸發(fā)和沸騰，進而產(chǎn)生蒸汽。而本實用新型中管外的多孔介質(zhì)的翅片2增加了換熱面積，提高了換熱效果；同時翅片的多孔隙結(jié)構(gòu)有利于產(chǎn)生更多的氣化核心，進一步增強沸騰換熱。另外，翅片之間的微毛細(xì)槽道3也起到了均勻換熱管表面液體、避免管外局部干涸現(xiàn)象的作用。當(dāng)換熱管表面液體沿軸向分布不均勻時，局部液體多的位置上，微毛細(xì)槽道3內(nèi)液體彎液面的曲率半徑變大，表面張力的作用變小，因此造成該處液體內(nèi)部的壓力大；相反，局部液體少的地方，微毛細(xì)槽道3內(nèi)液體彎液面曲率半徑變小，表面張力的作用變大，造成該處液體的壓力小。所以，微毛細(xì)槽道3內(nèi)的液體在壓力差的作用下，由液體多的地方流向液體少的地方。管內(nèi)的流體在管內(nèi)螺旋形槽道4的作用下，壁面附近的液體邊界層被破壞，有助于提高管內(nèi)流體的換熱系數(shù)。當(dāng)然，上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種降膜蒸發(fā)換熱管，包括管體(I)以及設(shè)在該管體(I)外表面上的若干個翅片(2)，其特征在于所述翅片(2)由金屬粉末燒結(jié)成型而成，且翅片(2)與管體(I)的外表面連成一體，同時在管體(I)的外表面、每相鄰兩翅片(2)之間設(shè)有軸向的微毛細(xì)槽道(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述翅片(2)的邊緣截面呈圓弧形、矩形、梯形或三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述翅片(2)均勻分布在管體 Cl)的外表面，翅片(2)的高度為f 4mm，每Im長的管體(I)上布置有1(Γ300個翅片(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述微毛細(xì)槽道(3) 均勻分布在管體(I)的外表面，微毛細(xì)槽道(3)的截面呈三角形、矩形、梯形或半圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述微毛細(xì)槽道(3)的槽深為 O. 01 O. 1mm，槽寬為 O. 01 O. 1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述翅片(2)是由銅粉末、鐵粉末或鋁粉末燒結(jié)成型而成的多孔介質(zhì)翅片，該多孔介質(zhì)翅片的孔隙率在40%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述管體(I)的內(nèi)表面設(shè)置有螺旋形槽道(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降膜蒸發(fā)換熱管，其特征在于所述螺旋形槽道(4)共有 10 50條，槽深為O. I O. 4mmο
專利摘要本實用新型公開了一種降膜蒸發(fā)換熱管，它包括管體以及設(shè)在該管體外表面上的若干個翅片，所述翅片由金屬粉末燒結(jié)成型且與管體的外表面連成一體，同時在管體的外表面、每相鄰兩翅片之間設(shè)有軸向的微毛細(xì)槽道。本實用新型解決了傳統(tǒng)換熱管中外表面濕潤性不夠以及換熱管表面液體分布不均勻的問題，從而有效提高換熱管的換熱效果。
文檔編號F28F1/12GK202350611SQ20112046809
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者林格瑋, 蘇春龍, 陳煥倬 申請人:蘇州新太銅高效管有限公司