專利名稱：內(nèi)波紋螺紋管傳熱元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺紋管傳熱元件，可應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域中使用的換熱器。
目前，一般使用的螺紋管傳熱元件是在光管的外表面軋制出螺紋，以增加換熱面積，強(qiáng)化換熱，如中國(guó)專利申請(qǐng)CN2051729U公開了一種“高效排管對(duì)流散熱管”，其外表面開有螺旋形溝槽，但內(nèi)表面仍為光管。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN2049753U公開了一種雙邊強(qiáng)化傳熱管，是螺紋管和螺旋槽管的組合，即內(nèi)壁為螺旋溝槽凸起的結(jié)構(gòu)，由于該溝槽凸起結(jié)構(gòu)距離較大，擾動(dòng)程度較小，強(qiáng)化效果也不明顯。
本實(shí)用新型的目的是克服上述已有技術(shù)之缺點(diǎn)，得到一種內(nèi)表面有波紋的螺紋管，可使管內(nèi)外、尤其是管內(nèi)換熱得到顯著強(qiáng)化，提高換熱效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的該螺紋管傳熱元件的內(nèi)、外表面均有螺旋形溝槽，內(nèi)表面為波紋狀，即波紋的橫截面是由兩段以上圓弧連接成的圓滑曲線，外表面螺紋的橫截面的凸起部分為梯形、凹下部分為圓弧，同時(shí)，內(nèi)、外表面螺旋形溝槽的螺距、螺旋升角是一致的。
該傳熱元件的外表面螺距(t)與內(nèi)表面波谷深(h)之比t／h值的范圍為6～16.7；
該傳熱元件的螺旋升角為2～6°。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。


圖1為本實(shí)用新型傳熱元件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1中I部的局部放大。
如
圖1、2示，該傳熱元件的內(nèi)表面為波紋狀，且內(nèi)、外表面的螺距、螺旋升角相一致，這樣使得管內(nèi)波紋密度提高，改進(jìn)了工藝介質(zhì)邊界層的流動(dòng)狀態(tài)，使滯流底層的厚度減薄，管內(nèi)膜給熱系數(shù)提高，同時(shí)由于管子內(nèi)表面的波紋使管子內(nèi)徑縮小，導(dǎo)致了管程流速的提高，使得給熱系數(shù)增加且管內(nèi)積垢減少，這是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱的重要因素，可使得總傳熱系數(shù)顯著提高。
圖2中，t為外表面螺紋螺距，h為內(nèi)表面波紋的波谷深度，t／h值的物理意義是表征了內(nèi)表面波紋的相對(duì)深度，t／h越小，表示內(nèi)表面波紋越深，但當(dāng)t／h≤6時(shí)，加工困難；t／h越大，表示波紋越淺，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)t／h在6～9范圍內(nèi)時(shí)，強(qiáng)化傳熱效果最理想，而t／h≥16.7時(shí)，則可認(rèn)為是普通螺紋管，其強(qiáng)化效果不明顯，因此該管型取t／h值為6～16.7。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型由于在管子內(nèi)、外表面均開有螺旋形溝槽，使得管子雙邊傳熱均得到強(qiáng)化；且內(nèi)、外表面溝槽的螺距、螺旋升角是相一致的，內(nèi)表面波紋密度增加，使管內(nèi)換熱系數(shù)得到顯著提高。
表1中列出了幾種本實(shí)用新型換熱元件在同一工況下與光管相比的情況，其中1、2、3為本實(shí)用新型管型，4為普通螺紋管，很顯然，本實(shí)用新型的換熱元件在保持螺紋管外側(cè)強(qiáng)化優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，管內(nèi)波紋對(duì)內(nèi)側(cè)起到了明顯的強(qiáng)化作用，促使總傳熱系數(shù)顯著提高。
表1序號(hào) 1 2 3 4t/h值6 79 20與光管外表面積之比 1.64 1.48 1.321.65與光管內(nèi)表面積之比 1.15 1.21.4 1與光管總傳熱系數(shù)之比1.90 2.30 1.5 1.權(quán)利要求1.一種內(nèi)波紋螺紋管傳熱元件，其內(nèi)、外表面均有螺旋形溝槽，其特征在于內(nèi)表面波紋的橫截面是兩段以上圓弧連接成的圓滑曲線，外表面螺紋橫截面的凸起部分為梯形，凹下部分為圓弧，且內(nèi)、外表面的螺距、螺旋升角相一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱元件，其特征在于外表面螺距t與內(nèi)表面波谷深h之比t／h值為6～16.7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱元件，其特征在于所述的螺旋升角為2～6°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)波紋螺紋管傳熱元件，該傳熱元件的內(nèi)、外表面均有螺旋形溝槽，螺紋溝槽的橫截面形狀為內(nèi)表面為兩段以上圓弧連成的圓滑曲線，外表面的凸起部分為梯形、凹下部分為圓弧，且內(nèi)、外表面的螺距、螺旋升角相一致，螺旋升角為2～6°，外表面螺距t與內(nèi)表面波谷h之比t/h值為6～16.7，該換熱元件由于內(nèi)波紋密度較高，對(duì)內(nèi)側(cè)傳熱起了明顯強(qiáng)化作用，使總傳熱系數(shù)顯著提高。
文檔編號(hào)F28F1/10GK2085050SQ9022472
公開日1991年9月18日 申請(qǐng)日期1990年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月15日
發(fā)明者陳占勇, 張榮兵, 劉兵, 馬樹林, 趙和通, 張翠蘭, 張?jiān)? 王永中, 史夢(mèng)良 申請(qǐng)人:張家口冶金制氧機(jī)備件廠, 中國(guó)石油化工總公司北京設(shè)計(jì)院