專利名稱：套管式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種套管式換熱器，具體的說，涉及了一種內(nèi)管和外管的管壁上均有螺旋槽的套管式換熱器，屬于換熱器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的套管式換熱器，其內(nèi)管和外管大多為光管，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳熱面積增減方便和工作適應(yīng)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，得到人們的廣泛使用。但是在需要其以較高的傳熱效率工作時(shí)，人們一般采用兩種方法:一種是將普通換熱內(nèi)管換為高效換熱內(nèi)管，這種方法的成本往往較高，且進(jìn)一步增加了換熱器的金屬消耗量，同時(shí)提高殼程流體的傳熱效率有限；第二種是提高流體的流速，這樣做雖然可以提高換熱器的傳熱量，但是并沒有改變換熱器固有的傳熱效率，又額外使用了過多資源，造成了資源浪費(fèi)。為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計(jì)科學(xué)、換熱效率高、顯著地減小傳熱面積、減少金屬消耗量的套管式換熱器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種套管式換熱器，它包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管，所述外管的兩端與所述內(nèi)管外壁封閉連接，所述外管的兩端分別設(shè)置有連接口，所述內(nèi)管和所述外管均為管壁具有螺旋槽的管體。基上所述，所述內(nèi)管管壁上和所述外管管壁上的螺旋槽均為內(nèi)凸外凹形螺旋槽。
基上所述，所述內(nèi)管管壁上和所述外管管壁上的螺旋槽均為內(nèi)凹外凸形螺旋槽?；纤觯鐾夤芄鼙谏系穆菪蹫閮?nèi)凹外凸形螺旋槽，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽為外凹內(nèi)凸形螺旋槽。基上所述，所述外管管壁上的螺旋槽為外凹內(nèi)凸形螺旋槽，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽為外凸內(nèi)凹形螺旋槽。基上所述，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽和所述外管管壁上的螺旋槽旋向相同?；纤?，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽和所述外管管壁上的螺旋槽旋向相反。基上所述，所述螺旋槽為多頭螺旋槽。本實(shí)用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說，本實(shí)用新型采用管壁具有螺旋槽的管體作為套管式換熱器的內(nèi)管和外管，這種螺旋槽結(jié)構(gòu)在有相變和無相變的傳熱中能夠顯著地提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù)；同時(shí)殼程中的流體在流動(dòng)時(shí)，受到內(nèi)管和外管上螺旋結(jié)構(gòu)的影響，形成復(fù)雜流態(tài)，提高了殼程部分的傳熱系數(shù)；另外在相同的工藝參數(shù)場合，它的結(jié)構(gòu)能夠顯著地減小傳熱面積，從而減少金屬消耗量。其具有設(shè)計(jì)科學(xué)、換熱效率高、顯著地減小傳熱面積，減少金屬消耗量的優(yōu)點(diǎn)。

[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1.外管；2.內(nèi)管；3.螺旋槽；4.連接口。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1如圖1所示，一種套管式換熱器，它包括內(nèi)管2和套設(shè)在所述內(nèi)管2外的外管I，所述內(nèi)管2和所述外管I均為管壁具有螺旋槽的管體且所述內(nèi)管和所述外管同心設(shè)置，本實(shí)施例中的外管管壁上和內(nèi)管管壁上的螺旋槽均為單頭螺旋槽，所述螺旋槽為內(nèi)凸外凹形，所述外管I的兩端與所述內(nèi)管外壁封閉連接，本實(shí)施例中外管I的兩端通過焊接的方式與所述內(nèi)管外壁封閉連接，所述外管I的兩端分別設(shè)置有連接口 4，兩個(gè)所述連接口 4分別為換熱媒介的進(jìn)口和出口。所述內(nèi)管2管壁上的螺旋槽3和所述外管I管壁上的螺旋槽3旋向相同。所述螺旋槽紋管上的螺旋槽在有相變和無相變的傳熱中均能顯著的提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù)。僅采用螺旋槽紋管作為內(nèi)管2而外管I為光管時(shí)，螺旋槽可以顯著地提高內(nèi)管中流體流動(dòng)的傳熱系數(shù)，但是內(nèi)管與外管之間的殼程部分由于空間較大，內(nèi)管外壁所占的面積較小，其對殼程部分的傳熱系數(shù)提高有限；而采用本實(shí)用新型的方式，將所述內(nèi)管和外管均用螺旋槽紋管替代，那么流體在殼程中流動(dòng)時(shí)，受到螺旋槽的引導(dǎo)，使得靠近兩個(gè)壁面的部分流體順槽旋流，更加有利于減薄邊界厚度；還有一部分流體順壁面軸向流動(dòng)，通過螺旋槽紋凸肋的作用，導(dǎo)致在凸肋后側(cè)產(chǎn)生逆向壓力梯度，凸起處產(chǎn)生軸向漩渦而引起邊界分離，從而形成復(fù)雜流態(tài)，加強(qiáng)了流體混合，從而加快由壁面至流體主體的熱量傳遞，提高殼程的傳熱系數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí),常溫水在雷諾數(shù)為10000的情況下，內(nèi)管為F25、外管為F50的套管式換熱器，采用普通光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管和外管進(jìn)行傳熱時(shí)，其殼程傳熱Nu數(shù)為79.35，而本實(shí)用新型的雙螺旋槽套管換熱器殼程傳熱Nu數(shù)為115.16，提高了 45.13%。并且在同樣的工藝參數(shù)場合，與光管套管式換熱器相比，可顯著的減小傳熱面積，達(dá)到減少金屬消耗量的目的。同時(shí)，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)對冷凝傳熱也能夠起到顯著地強(qiáng)化作用，它具有的凹凸曲面使得凝結(jié)液在表面張力的作用下易于排泄，使冷凝液膜產(chǎn)生附加的表面張力場，使平均冷凝液膜減薄，從而強(qiáng)化了傳熱。工作過程:流體以一定的速度流經(jīng)管程，換熱媒介以相應(yīng)的速度從其中一個(gè)連接口流入殼程，與管程內(nèi)的流體流動(dòng)方向相反，經(jīng)過整個(gè)殼程的換熱后從另一個(gè)連接口流出，換熱結(jié)束。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述內(nèi)管管壁上和所述外管管壁上的螺旋槽均為內(nèi)凹外凸形螺旋槽。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述外管管壁上的螺旋槽為內(nèi)凹外凸形螺旋槽，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽為外凹內(nèi)凸形螺旋槽。[0027]實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述外管管壁上的螺旋槽為外凹內(nèi)凸形螺旋槽，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽為外凸內(nèi)凹形螺旋槽。實(shí)施例5本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽和所述外管管壁上的螺旋槽旋向相反。實(shí)施例6本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述螺旋槽為多頭螺旋槽。需要特別說明的是:在其他實(shí)施例中，需要根據(jù)換熱媒介或流體等因素調(diào)整換熱器的傳熱效率時(shí)，螺旋槽的旋向、槽深、螺距、螺旋角、單頭和多頭等結(jié)構(gòu)可以相應(yīng)的做出調(diào)
難
iF.0最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種套管式換熱器，其特征在于:它包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管，所述外管的兩端與所述內(nèi)管外壁封閉連接，所述外管的兩端分別設(shè)置有連接口，所述內(nèi)管和所述外管均為管壁具有螺旋槽的管體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管式換熱器，其特征在于:所述內(nèi)管管壁上和所述外管管壁上的螺旋槽均為內(nèi)凸外凹形螺旋槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管式換熱器，其特征在于:所述內(nèi)管管壁上和所述外管管壁上的螺旋槽均為內(nèi)凹外凸形螺旋槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管式換熱器，其特征在于:所述外管管壁上的螺旋槽為內(nèi)凹外凸形螺旋槽，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽為外凹內(nèi)凸形螺旋槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管式換熱器，其特征在于:所述外管管壁上的螺旋槽為外凹內(nèi)凸形螺旋槽，所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽為外凸內(nèi)凹形螺旋槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的套管式換熱器，其特征在于:所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽和所述外管管壁上的螺旋槽旋向相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的套管式換熱器，其特征在于:所述內(nèi)管管壁上的螺旋槽和所述外管管壁上的螺旋槽旋向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的套管式換熱器，其特征在于:所述螺旋槽為多頭螺旋槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的套管式換熱器，其特征在于:所述螺旋槽為多頭螺旋槽。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種套管式換熱器，它包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管，所述外管的兩端與所述內(nèi)管外壁封閉連接，所述外管的兩端分別設(shè)置有連接口，所述內(nèi)管和所述外管均為管壁具有螺旋槽的管體。該套管式換熱器具有設(shè)計(jì)科學(xué)、換熱效率高、顯著地減小傳熱面積、減少金屬消耗量的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F28F1/08GK203100496SQ20132008097
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者王永慶, 朱冰, 靳遵龍, 古新, 劉敏珊 申請人:鄭州大學(xué)