本發(fā)明涉及一種煙氣擾流管，具體涉及一種強化煙氣傳熱的煙氣擾流裝置，主要用于煙管式煙氣/水換熱器或火管式鍋爐的煙管中，屬于工業(yè)換熱器和鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煙管式煙氣/水換熱裝置，煙氣側(cè)的換熱具有較大的熱阻，故提高該類換熱裝置效率的主要措施是減小煙氣側(cè)的換熱熱阻，強化煙氣側(cè)的換熱。對于煙管式換熱裝置，現(xiàn)有的煙管，煙氣側(cè)強化傳熱的措施一般采用螺紋槽煙管、扭曲的橢圓煙管（扭曲的扁管）、擴縮煙管、帶凸起的粗糙管壁煙管、帶環(huán)狀（或半環(huán)狀）突出物的煙管、帶內(nèi)肋的煙管、內(nèi)翅片煙管、或者在光管煙管內(nèi)插入擾流的扭曲帶（螺旋片）、螺旋線圈、靜態(tài)混合器、阻煙片（折煙片）等插入物來實現(xiàn)煙氣的擾動，從而達到強化傳熱的目的。

具有上述強化傳熱措施的煙管與光管煙管相比，在高煙氣流速時，提高對流換熱系數(shù)可達2-4倍。

但是，上述強化煙管內(nèi)煙氣傳熱的措施的前提是要保證煙氣的流速不能太低，否則煙氣強化傳熱的效果將大打折扣。例如，有研究表明，當螺紋煙管中的煙氣流速低于15m/s時，螺紋煙管的換熱系數(shù)接近于光管的換熱系數(shù)。而其它的通過插入物增加煙氣擾動的強化傳熱措施的效果也會隨煙氣流速的降低而明顯變差。究其原因，是因為該類強化傳熱措施不能可靠地減薄層流底層的厚度，使得在低Re數(shù)的工況下，煙氣沒有發(fā)生明顯的擾動，層流底層增厚所致。即煙氣/水換熱裝置在低負荷工況下，效率不能令人滿意。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是為提高煙管的換熱系數(shù)，同時也為了保證在低煙氣流速下也有較高的換熱系數(shù)，提供一種煙氣擾流裝置。

該煙氣擾流管不但可以對煙氣擾流，而且可以有效改變煙氣流速，同時可以可靠地減薄對流換熱的層流底層厚度至合理的范圍，以減小層流底層的熱阻，并可以保證煙氣的流動阻力在合理的范圍內(nèi)。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，煙氣擾流管，包括擋煙前端、擾流管本體和支撐定位部件；所述擋煙前端與擾流管本體連接，擾流管本體上設(shè)有支撐定位部件，使得擾流管本體與煙管之間互相固定。

所述擾流管本體為光管。

所述擾流管本體上設(shè)有擾流裝置，具體為擴縮管、螺紋管、翅片管、帶凸起的薄壁管、或在管壁上開有許多小孔的圓管。

所述煙氣擾流管用于煙氣換熱時的層流底層厚度不超過煙管與煙氣擾流管半徑之差。

將其用于強化煙氣傳熱的煙氣擾流，具體為將其插入煙氣/水換熱器或鍋爐的煙管中，以強化煙氣側(cè)的換熱。

所述煙氣擾流管使用時根據(jù)需要調(diào)整其在煙管內(nèi)的長度。

所述煙氣擾流管在低于或等于450℃使用時材質(zhì)為碳鋼管；高于450℃使用時，材質(zhì)為耐熱合金鋼。

所述煙氣擾流管使用時，依靠支撐定位部件定位于煙管徑向中心位置。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的煙氣擾流管，能夠使煙管中的煙氣在煙管與煙氣擾流管兩者管壁之間的環(huán)形通道內(nèi)運動，或是煙氣作垂直于煙管管壁的徑向運動。如果煙氣擾流管外徑尺寸和煙管內(nèi)徑尺寸接近，則可迫使煙氣在窄環(huán)縫中通過，則煙氣換熱的層流底層厚度最厚也不會超過煙管與煙氣擾流管半徑之差，如此，即可可靠地減薄或破壞煙氣對流換熱層流底層，增強煙氣側(cè)的強化對流傳熱效果。

為防止高溫煙氣對擾流管的破壞，本發(fā)明的煙氣擾流管可采用不銹鋼等耐熱合金鋼。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，使用后，煙管內(nèi)煙氣對流換熱系數(shù)將大幅提高，且煙氣阻力仍在合理范圍內(nèi)，故可以用其來生產(chǎn)高效的煙氣/水換熱器或火管鍋爐，或用于煙氣/水換熱裝置的節(jié)能改造。

附圖說明

圖1是實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是實施例1安裝示意圖。

圖3是實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實施例2安裝示意圖。

圖5是實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是實施例3安裝示意圖。

圖7是實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是實施例4安裝示意圖。

附圖標記說明：1、擋煙前端；2、擾流管本體；3、支撐定位部件。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，煙氣擾流管，包括擋煙前端1、擾流管本體2和支撐定位部件3；所述擋煙前端1與擾流管本體2連接，擾流管本體2上設(shè)有支撐定位部件3，使得擾流管本體2與煙管之間互相固定。所述擾流管本體2為光管。

當該煙氣擾流管插入煙管后（如圖2），F(xiàn)煙氣被迫從內(nèi)外管之間的窄環(huán)形通道內(nèi)流過，煙氣流速增加，煙氣換熱的層流底層減薄，換熱得以強化。為了協(xié)調(diào)煙氣阻力的增加和強化傳熱之間的矛盾，可根據(jù)需要增減煙氣擾流管直徑，以期得到合理的煙氣阻力和換熱系數(shù)。

實施例2

如圖3所示，煙氣擾流管，包括擋煙前端1、擾流管本體2和支撐定位部件3；所述擋煙前端1與擾流管本體2連接，擾流管本體2上設(shè)有支撐定位部件3，使得擾流管本體2與煙管之間互相固定。所述擾流管本體2為帶擴縮裝置的擴縮管。

當該煙氣擾流管插入煙管后（如圖4），煙氣被迫從內(nèi)外管之間的擴縮通道內(nèi)流過，煙氣收縮和膨脹交替進行，煙氣擾動增加，煙氣換熱的層流底層減薄，換熱得以強化。

實施例3

如圖5所示，煙氣擾流管，包括擋煙前端1、擾流管本體2和支撐定位部件3；所述擋煙前端1與擾流管本體2連接，擾流管本體2上設(shè)有支撐定位部件3，使得擾流管本體2與煙管之間互相固定。所述擾流管本體2為帶螺紋的螺紋管。

當該煙氣擾流管插入煙管后（如圖6），煙氣被迫從內(nèi)外管之間的帶有旋轉(zhuǎn)螺紋的通道內(nèi)流過，煙氣旋轉(zhuǎn)流動前進，煙氣產(chǎn)生徑向運動，煙氣換熱的層流底層減薄，換熱得以強化。

實施例4

如圖7所示，煙氣擾流管，包括擋煙前端1、擾流管本體2和支撐定位部件3；所述擋煙前端1與擾流管本體2連接，擾流管本體2上設(shè)有支撐定位部件3，使得擾流管本體2與煙管之間互相固定。所述擾流管本體2為管壁上開有許多小孔的圓管。

擾流管本體2上開有許多小孔。當該煙氣擾流管插入煙管后（如圖8），煙氣先進入煙氣擾流管內(nèi)部，然后從煙氣擾流管上的開孔，徑向射流到煙管內(nèi)壁上。煙氣的流動方向與傳熱方向保持一致，換熱得以強化。換熱后的溫度較低的煙氣再次返回煙氣擾流管內(nèi)部，然后進行第二次射流。如此反復(fù)直至煙氣的溫度足夠低后排出。變化煙氣擾流管的直徑，可使煙氣的流速發(fā)生變化?？筛鶕?jù)需要選定合理的煙氣擾流管直徑和煙氣流速。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。