專利名稱：非對稱翅片冷凝管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凝換熱管，尤其是一種設(shè)計有非對稱翅片的冷凝管。
背景技術(shù)：
冷凝器是許多工業(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(jī)組中的冷凝器。冷凝器性能的優(yōu)劣在很大程度上取決于換熱管的換熱性能好壞。冷凝換熱管為具有內(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；管體外壁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，通常稱后者為翅片管。一般情況下，翅片形狀以管軸線為中心的軸對稱形狀，如園形翅片；或者以管軸線平面為對稱面的對稱形狀，如橢圓管。 當(dāng)冷凝器工作時，冷水流過水平放置的冷凝換熱管內(nèi)，通過與管壁的換熱，降低了管壁溫度。當(dāng)換熱管外的蒸汽與管壁接觸后，產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象。冷凝翅片換熱管可以提高換熱管的換熱系數(shù)，其工作原理一方面翅片可以大大增加換熱面積，增加了換熱效果；另外一方面，利用毛細(xì)力可以減薄液膜厚度強(qiáng)化換熱。具體介紹如下根據(jù)流體力學(xué)與物理學(xué)原理，冷凝液體在兩片翅片之間的根部，與蒸汽相之間的界面是彎曲表面，曲率半徑指向為換熱管的半徑延長方向，在液體的表面張力作用下，彎液面下液體的壓力要低于外界蒸汽相的壓力。翅片表面通過冷凝，存在一層液膜，由于液膜很薄，而且與蒸汽相之間的界面是平的，可以認(rèn)為液膜內(nèi)的壓力等于蒸汽相的壓力。于是，翅片表面液膜內(nèi)的壓力要高于彎液面下液體的壓力，因此，在表面張力的作用下加速了翅片表面液體的流動，減小了翅片表面液膜厚度。在冷凝換熱過程中，由于冷壁面上存在液膜，蒸汽不能與冷壁面直接接觸，而是與液膜接觸進(jìn)行換熱，然后通過液膜與冷壁面再進(jìn)行換熱，在此過程中，液膜成為冷凝換熱的熱阻，液膜越厚，熱阻越大。如上所述，在翅片管的根部中存在彎液面，在表面力作用下，大大減薄翅片表面液膜厚度的同時，提高了翅片管的冷凝換熱系數(shù)。但是由于翅片的形狀是對稱的，都會在翅片根部產(chǎn)生彎液面，其曲率半徑方向都是沿徑向指向外，所產(chǎn)生的毛細(xì)力指向管子的軸心。對于換熱管上部的翅片，其上的液膜在毛細(xì)力作用下流向翅片根部，減薄了翅片表面的液膜厚度；但是對于換熱管下部的翅片，其上的液膜被毛細(xì)力作用，不易滴落，堆積在換熱管下部，形成滯流液體，在這種情況下，換熱管下部的翅片連同基管子表面被淹沒在液體中，大大降低了換熱性能。為了解決這一不足，特提出下面的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種從冷凝換熱管上更快排液，減薄冷凝換熱管的液膜厚度，其結(jié)果是更好換熱效率的非對稱翅片冷凝管
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種非對稱翅片冷凝管，包括換熱管體，管體外表面上的翅片及管內(nèi)的螺旋槽道，其特征在于，所述管體外表面上的翅片是上下非對稱幾何形狀，所述翅片上半部分為半圓形翅片；所述翅片下半部分設(shè)置至少兩個扇形缺口，形成I個或多個梯形翅片。進(jìn)一步的，所述下半部分梯形翅片的缺口直到翅片根部，多個翅片上的缺口沿軸向形成溝槽。進(jìn)一步的，非對稱翅片沿?fù)Q熱管體軸向均勻分布，每米設(shè)置75(Tl900片。進(jìn)一步的，所述梯形翅片的高度為0. 4^2. 0mm。進(jìn)一步的，所述管內(nèi)螺旋槽道的溝槽深度0. 2-0. 4_，數(shù)量為2(T60條。本發(fā)明的工作原理 冷凝換熱管設(shè)置翅片，主要是通過相鄰翅片的根部之間液體與蒸汽的界面形成彎月面，在液體表面張力作用下形成徑向力，由于彎月面的曲率半徑方向指向管外，因此，毛細(xì)力的作用方向指向管軸心。這種徑向的作用力對于換熱管上半部分的翅片是有利的，毛細(xì)力方向與重力方向基本相同，它可以加速翅片表面的液體向翅片根部流動，減薄翅片表面的液膜厚度，提高冷凝換熱系數(shù)；與之相反，徑向的毛細(xì)力對于換熱管下半部分的翅片冷凝換熱起到了阻礙作用。毛細(xì)力的方向與重力方向相反，抵消了重力作用，使得換熱管下半部分的翅片表面的液體不容易脫離換熱管，堆積在換熱管下部造成換熱管的下半部分的翅片表面的液膜很厚，影響了換熱效果。本發(fā)明提出在換熱管下部的翅片上加工出扇形缺口，剩下的翅片形
狀形成一個梯形或多個梯形。造成翅片形狀上下不對稱，上半部翅片維持半圓形狀，依然利用翅片之間的液體和氣體界面的彎液面所造成的徑向毛細(xì)力，加速翅片表面液體的流動，減薄液膜厚度。下半部分翅片由于設(shè)有至少兩個扇形缺口，缺口的深度達(dá)到翅片根部，造成扇形面積根部為光管；因而破壞了液體與氣體界面形狀，無法形成徑向毛細(xì)力，加強(qiáng)了重力對液膜的作用，使得液體盡快脫離換熱管；同時，由于扇形缺口造成一個或多個梯形翅片表面，梯形的幾何形狀能夠加快液體的排液。本發(fā)明的優(yōu)點是
本發(fā)明非對稱翅片冷凝管解決了常規(guī)冷凝管的不足，可以從冷凝換熱管上更快排液，減薄冷凝換熱管的液膜厚度，從而達(dá)到更好換熱效率的有益效果。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
圖I為本發(fā)明非對稱翅片冷凝管結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I的A-A視圖。其中1、換熱管體光管段，2、半圓形翅片，3、梯形翅片，4、管內(nèi)螺旋槽道。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例
如圖f圖2所示，一種非對稱翅片冷凝換熱管，直徑等于19mm，壁厚I. 2mm。其兩端為換熱管體光管段1，其作用是當(dāng)換熱管穿過殼管式換熱器的兩側(cè)端板后，可與端板緊密固定。每個翅片的上半部分為半圓形翅片2，下半部分為3個梯形翅片3均勻分布，其梯形高度為I. Omm,與換熱管上部分的半圓形翅片的高度相等。梯形翅片厚度與上半部分翅片厚度相等，翅片密度為1600片/m。管內(nèi)螺旋槽道4的溝槽深度0. 2-0. 4_，數(shù)量為20飛0條。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非對稱翅片冷凝管，包括換熱管體，管體外表面上的翅片及管內(nèi)的螺旋槽道，其特征在于，所述管體外表面上的翅片是上下非對稱幾何形狀，所述翅片上半部分為半圓形翅片；所述翅片下半部分設(shè)置至少兩個扇形缺口，形成I個或多個梯形翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非對稱翅片冷凝管，其特征在于，所述下半部分梯形翅片的缺口直到翅片根部，多個翅片上的缺口沿軸向形成溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非對稱翅片冷凝管，其特征在于，非對稱翅片沿?fù)Q熱管體軸向均勻分布，每米設(shè)置75(Tl900片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非對稱翅片冷凝管，其特征在于，所述梯形翅片的高度為0.4 2. 0mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非對稱翅片冷凝管，其特征在于，所述管內(nèi)螺旋槽道的溝槽深度0. 2-0. 4mm，數(shù)量為20 60條。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非對稱翅片冷凝管，包括換熱管體，管體外表面上的翅片及管內(nèi)的螺旋槽道，其特征在于，所述管體外表面上的翅片是上下非對稱幾何形狀，所述翅片上半部分為半圓形翅片；所述翅片下半部分設(shè)置至少兩個扇形缺口，形成1個或多個梯形翅片。本發(fā)明非對稱翅片冷凝管解決了常規(guī)冷凝管的不足，可以從冷凝換熱管上更快排液，減薄冷凝換熱管的液膜厚度，從而達(dá)到更好換熱效率的有益效果。
文檔編號F28F1/42GK102636068SQ20121014004
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者武震國, 王進(jìn)強(qiáng), 陳煥焯 申請人:蘇州新太銅高效管有限公司