專(zhuān)利名稱(chēng)：一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件，尤其是石油、石化及化工行業(yè)一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有傳熱管內(nèi)插入物主要包括扭帶、螺旋扭片、靜態(tài)混合器和螺旋線(xiàn)(圈)等。大都通過(guò)使流體在管內(nèi)產(chǎn)生螺旋擾流，破壞管壁邊界層達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的，但前幾種一般都存在著顯著增大流體阻力的問(wèn)題，由此帶來(lái)的動(dòng)力消耗及成本增加，在一定程度上限制了其工業(yè)應(yīng)用；后一種如專(zhuān)利號(hào)為ZL03269246. 3公開(kāi)的一種散熱器用管，管內(nèi)設(shè)有螺旋線(xiàn)，雖然流體阻力較小，但只是迫使管壁流體層擾動(dòng)，未觸及中心流體，強(qiáng)化傳熱效果有限。CN200920033889. 8公開(kāi)了一種傳熱管內(nèi)外裝配縱向螺旋翅片傳熱元件，包括同心穿套的外管和芯管及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設(shè)的內(nèi)翅片，內(nèi)翅片與外管和芯管間用釬焊進(jìn)行連接，內(nèi)翅片由波紋內(nèi)翅片板彎曲而成且在外管和芯管間形成一圓柱狀的縱向螺旋式內(nèi)翅片管，縱向螺旋式內(nèi)翅片管上分布有多個(gè)縱向螺旋式流通通道；外管外裝配有在外管外側(cè)形成螺旋式流通通道的縱向螺旋外翅片。CN101762203A公開(kāi)一種換熱管內(nèi)邊界層剪切擾動(dòng)徑向混流裝置是一種用于管式換熱設(shè)備換熱管的內(nèi)插件強(qiáng)化傳熱裝置。該裝置由轉(zhuǎn)子、管端掛件、支撐軸和限位鉚釘構(gòu)成。兩個(gè)管端掛件分別固定在換熱管的兩端；換熱管內(nèi)放置一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子可成組排列，每組之間由限位鉚釘間隔；支撐軸穿過(guò)轉(zhuǎn)子的軸孔和限位鉚釘，兩端固定在管端掛件上。該裝置比較復(fù)雜，流體阻力大，如果內(nèi)部結(jié)垢、腐蝕很難處理。CN2864559 —種內(nèi)螺旋翅片管，其結(jié)構(gòu)為由傳熱管以及設(shè)置在傳熱管內(nèi)的內(nèi)螺旋翅片導(dǎo)葉兩部分構(gòu)成，而內(nèi)螺旋翅片導(dǎo)葉呈螺旋線(xiàn)狀的外周與傳熱管內(nèi)壁為釬焊連接。CN92242209.5公開(kāi)一種用于乙烯裂解爐、合成氨新概念流程(LCA)轉(zhuǎn)化器和管式加熱爐的強(qiáng)化傳熱技術(shù)，由單葉旋轉(zhuǎn)片及管體組成。特點(diǎn)是單葉旋轉(zhuǎn)片是插入管體中的，管體的外表面加工成縱向直肋。采用該技術(shù)可以在爐體尺寸、供熱狀況不變的情況下，顯著提高換熱能力，提高生產(chǎn)能力，或者在生產(chǎn)能力不變的情況下，縮短爐管長(zhǎng)度，縮小爐子體積。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件，可使管內(nèi)流體發(fā)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)并被不斷分割擾動(dòng)，促進(jìn)中心和邊界層流體充分混合，且能有效減小流體阻力，強(qiáng)化傳熱效果的扭柵構(gòu)件。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件，包括扭柵和螺旋線(xiàn)圈，扭柵呈螺旋排列，扭柵均穿過(guò)傳熱管中心軸線(xiàn)，每根扭柵兩端均接于螺旋線(xiàn)圈上。扭柵為條帶狀、桿狀或多邊形柱狀；螺旋線(xiàn)圈2為帶狀、線(xiàn)圈或多邊形柱狀；螺旋線(xiàn)圈緊貼傳熱管內(nèi)壁。扭柵的整體直徑可略大于其要插入的傳熱管3內(nèi)徑，安裝時(shí)通過(guò)機(jī)械或人力將其旋入傳熱管3內(nèi)，產(chǎn)生的彈性形變可使螺旋線(xiàn)圈2緊貼傳熱管3內(nèi)壁。當(dāng)然，本實(shí)用新型所述的扭柵材質(zhì)還可為陶瓷或高分子材料等，扭柵之間也可不等距排列，如構(gòu)成扭柵的桿之間不等距排列。每根扭柵兩端與螺旋線(xiàn)圈連接方式也可采用鉚接、粘接，甚至整體一次成型等。這樣的變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。由于采用上述方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是螺旋排列的扭柵使傳熱管內(nèi)流體發(fā)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)被不斷分割擾動(dòng)，且部分中心流體受扭柵引導(dǎo)至管內(nèi)壁，促進(jìn)了中心和邊界層流體充分混合，且對(duì)管內(nèi)壁產(chǎn)生沖刷作用，防止壁面結(jié)垢，扭柵較紐帶等插入物空隙率大得多，有效減小流體阻力；緊貼管內(nèi)壁的螺旋線(xiàn)圈還可加強(qiáng)壁面邊界層流體擾動(dòng)，迫使其返回中心流體，并能增大管壁有效傳熱面積，綜合強(qiáng)化傳熱管傳熱效果O

[0009]圖I[0010]圖2[0011]圖3[0012]圖4[0013]圖中
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。由圖I所示一種實(shí)施方式的扭柵構(gòu)件，包括扭柵I和螺旋線(xiàn)圈2。整體直徑為38mm,節(jié)距為600mm,每根扭柵I為直徑Imm鎳鉻合金桿,與傳熱管3中心軸線(xiàn)斜向相交,兩端均焊接于同一條螺旋線(xiàn)圈2上，相鄰扭柵I在傳熱管3軸向投影間的夾角為45°，螺旋線(xiàn)圈2材質(zhì)與扭柵I相同，直徑為3mm。由圖3所示另一種實(shí)施方式的扭柵構(gòu)件，類(lèi)似于DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)，包括扭柵I和螺旋線(xiàn)圈2。整體直徑為80mm，節(jié)距為300mm，每根扭柵I為底邊長(zhǎng)3mm的316L不銹鋼正三棱柱，保證一條棱沿傳熱管3軸向正對(duì)流體來(lái)向，扭柵I均沿傳熱管3徑向排列，其中點(diǎn)與傳熱管3中心軸線(xiàn)垂直相交，兩端分別焊接于兩條相對(duì)螺旋線(xiàn)圈2上，相鄰扭柵I在傳熱管3軸向投影間的夾角為10°，螺旋線(xiàn)圈2材質(zhì)與扭柵I相同，直徑為4mm。
權(quán)利要求1.一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件，其特征在于所述扭柵構(gòu)件包括扭柵(I)和螺旋線(xiàn)圈(2)，扭柵呈螺旋排列，扭柵均穿過(guò)傳熱管中心軸線(xiàn)，每根扭柵兩端均接于螺旋線(xiàn)圈⑵上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于所述扭柵(I)為條帶狀、桿狀或多邊形柱狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于所述螺旋線(xiàn)圈(2)為帶狀、線(xiàn)圈或多邊形柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于所述螺旋線(xiàn)圈(2)緊貼傳熱管⑶內(nèi)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于扭柵(I)的整體直徑略大于其要插入的傳熱管(3)內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于扭柵(I)材質(zhì)為陶瓷或高分子材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于構(gòu)成扭柵(I)的桿之間不等距排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的扭柵構(gòu)件，其特征在于每根扭柵兩端與螺旋線(xiàn)圈之間連接方式采用鉚接、粘接或整體一次成型。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種插入傳熱管內(nèi)強(qiáng)化流體傳熱的扭柵構(gòu)件，扭柵(1)呈螺旋排列，扭柵(1)均穿過(guò)傳熱管(3)中心軸線(xiàn)，每根扭柵(1)兩端均接于螺旋線(xiàn)圈(2)上；扭柵(1)為條帶狀、桿狀或多邊形柱狀；螺旋線(xiàn)圈(2)為帶狀、桿狀或多邊形柱狀加工而成；螺旋線(xiàn)圈(2)緊貼傳熱管(3)內(nèi)壁。采用這種結(jié)構(gòu)可使傳熱管內(nèi)流體發(fā)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)并被不斷分割擾動(dòng)，促進(jìn)中心和邊界層流體充分混合，且能有效減小流體阻力，強(qiáng)化傳熱效果。
文檔編號(hào)F28F13/00GK202734652SQ20122011157
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者李吉春, 劉興, 宋幫勇, 楊利斌, 許江, 田亮, 孔祥冰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司