內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換熱管，尤其是一種內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)螺紋管是目前得到廣泛應(yīng)用的高效蒸發(fā)換熱管。一般制冷空調(diào)器的蒸發(fā)器內(nèi)采用這種內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管可以減小體積，提升換熱效果，提高制冷機(jī)系統(tǒng)的效率。為了繼續(xù)提高內(nèi)螺紋管的換熱效率，近年來(lái)在原有的內(nèi)螺紋管基礎(chǔ)上不斷推出新的形式的肋片形狀，中國(guó)專利:CN02232596.4提出在管內(nèi)的螺旋齒上，沿齒頂脊上開有規(guī)則/不規(guī)則間距的切斷脊式溝槽用以加大傳熱面積，從而提高換熱效果。中國(guó)專利:CN2262302.7提出在傳熱管內(nèi)排列有高度不等的螺旋主齒，其中在較高螺旋主齒頂部加工出具有微小突起。由于管內(nèi)的螺旋齒為高低錯(cuò)落排列，有利于對(duì)傳熱流體的擾動(dòng)，從而使傳熱達(dá)到強(qiáng)化。這些對(duì)螺旋齒的改進(jìn)改善了換熱狀況，但是換熱效果提高的幅度有限。垂直管內(nèi)流體流動(dòng)沸騰過(guò)程中，壁面處不斷生成汽泡并且與主流的液體進(jìn)行摻混，形成兩相流。兩相流依據(jù)其汽相與液相所占比例的不同，呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，稱為兩相流流型。兩相流的流型與換熱系數(shù)關(guān)系密不可分，不同流型的換熱系數(shù)不同，因而可認(rèn)為，控制兩相流流型及各種流型的轉(zhuǎn)換，會(huì)改善內(nèi)螺旋換熱管的換熱效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是:針對(duì)上述內(nèi)螺紋管的不足，提出一種內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，以進(jìn)一步提高螺紋換熱管的換熱效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，包括帶有入口端和出口端的管體，所述管體的內(nèi)表面設(shè)置有:若干條周向間隔分布且其長(zhǎng)度沿著所述管體的軸向延伸的直線肋以及形成于各直線肋之間的直線槽道，所述管體內(nèi)設(shè)置有至少一層圓筒狀的金屬絲網(wǎng)，該金屬絲網(wǎng)的外周面與所述直線肋的頂部相接觸而覆蓋在所述直線槽道上方，從而在金屬絲網(wǎng)和直線槽道之間形成與所述管體的中心管腔相隔開的通道。
[0005]本發(fā)明在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選方案:
[0006]所述金屬絲網(wǎng)共有一層或兩層。
[0007]所述金屬絲網(wǎng)布置在所述管體的入口端，金屬絲網(wǎng)的軸向長(zhǎng)度由所述管體的入口處向內(nèi)一直延伸至設(shè)定位置。
[0008]所述設(shè)定位置為該內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管工作時(shí)其內(nèi)的流體產(chǎn)生泡狀流型與彈狀流型的臨界轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置。
[0009]所述直線槽道的橫截面呈梯形。
[0010]所述直線槽道的槽深為0.15?0.4mm。
[0011]所述管體的內(nèi)表面共設(shè)置有40?80條所述直線槽道。
[0012]所述圓筒狀的金屬絲網(wǎng)由80?200目的銅網(wǎng)卷制而成。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過(guò)在管內(nèi)槽道頂部設(shè)置金屬絲網(wǎng)的手段，控制壁面附近的兩相流流型及其流型轉(zhuǎn)化，實(shí)際工作狀態(tài)下，管外對(duì)換熱管進(jìn)行加熱時(shí)，直槽道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣泡，但是由于金屬絲網(wǎng)的限制，使氣泡不能立即與主流摻混，而是在浮力的作用下沿槽道內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中，汽泡不斷被加熱，體積膨脹，壓迫槽道內(nèi)的液膜變薄，實(shí)現(xiàn)壁面上薄液膜蒸發(fā)換熱，從而提高了換熱管的沸騰換熱系數(shù)，大大提升了換熱管管的換熱效果O
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例這種內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭表示其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)流體的流動(dòng)方向；
[0015]圖2為圖1的A-A向剖視圖；
[0016]其中:1-管體，2-直線肋，3-金屬絲網(wǎng)，4-直線槽道。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0018]圖1和圖2示出了本發(fā)明這種內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管的一個(gè)具體實(shí)施例，與傳統(tǒng)內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管相同的是，它也包括帶有入口端(即流體的流入端)和出口端(即流體的流出端)的管體I。
[0019]本實(shí)施例的關(guān)鍵改進(jìn)在于:所述管體I的內(nèi)表面設(shè)置有許多條沿著管體的軸向延伸布置的直線肋2，并且這些直線肋2沿著管體I的內(nèi)圓周方向間隔分布，從而在任意相鄰的兩條直線肋2之間均形成有一條直線槽道4，管體I內(nèi)設(shè)置有至少一層圓筒狀的金屬絲網(wǎng)3，該金屬絲網(wǎng)3的外周面與所述直線肋2的頂部相接觸而覆蓋在所述直線槽道4上方，從而在金屬絲網(wǎng)3和直線槽道4之間形成與所述管體I的中心管腔相隔開的通道。
[0020]所述金屬絲網(wǎng)3的層數(shù)一般為一層或兩層最佳，本例具體為一層。
[0021]而且本例將所述金屬絲網(wǎng)3布置在所述管體I的入口端，金屬絲網(wǎng)3的軸向長(zhǎng)度由所述管體I的入口處向內(nèi)一直延伸至設(shè)定位置，該設(shè)定位置為最好該內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管工作時(shí)其內(nèi)的流體產(chǎn)生泡狀流型與彈狀流型的臨界轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置。
[0022]為了進(jìn)一步提高該換熱管的管熱效率，本例將所述直線槽道4的橫截面設(shè)置成梯形形狀，直線槽道4的槽深優(yōu)選為0.15?0.4_，本例具體為0.3_。管體I的內(nèi)表面一般設(shè)置40?80條直線槽道4最佳，本例具體為35條。圓筒狀的金屬絲網(wǎng)3 —般由80?200目(本例為100目)的銅網(wǎng)卷制而成，其軸向長(zhǎng)度為200mm。
[0023]本例通過(guò)在換熱管內(nèi)直線槽道頂部設(shè)置銅絲網(wǎng)的手段，控制壁面附近的兩相流流型及其流型轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)壁面上薄液膜蒸發(fā)換熱，從而提升了換熱管的換熱效果。具體原理如下:當(dāng)液體剛進(jìn)入換熱管入口處時(shí)，工作介質(zhì)是含有少量氣體的液體，由于管外的加熱，在壁面產(chǎn)生氣泡，并且與管內(nèi)主流液體發(fā)生摻混，形成汽-液兩相流。隨著工質(zhì)沿程的被加熱，氣泡不斷增加，相繼出現(xiàn)流型順序大致為，泡狀流，彈狀流，攪拌流，環(huán)狀流，霧狀流。其中以環(huán)狀流的換熱系數(shù)最佳。其機(jī)理是當(dāng)管內(nèi)的氣泡足夠多后，形成長(zhǎng)的氣泡，然后大的氣泡連接在一起后，流型轉(zhuǎn)換成環(huán)狀流。環(huán)狀流的特點(diǎn)是液體被壓縮到壁面附近，氣泡繼續(xù)受熱膨脹，對(duì)壁面上的液膜不斷進(jìn)行壓縮，擠薄，當(dāng)液薄變薄后，降低了壁面與兩相流之間傳熱熱阻，提高沸騰換熱系數(shù)。本發(fā)明在管內(nèi)壁設(shè)置圓桶狀金屬銅絲網(wǎng)后，該網(wǎng)將豎直換熱管分成兩個(gè)區(qū)域，即換熱管壁上直線槽道與絲網(wǎng)之間通道區(qū)域以及管體的中心流區(qū)。當(dāng)液相液體流入本換熱管時(shí)，壁面上產(chǎn)生汽泡，由于網(wǎng)管的限制，汽泡不能與主流的液體混合，僅可以在槽道內(nèi)與絲網(wǎng)形成的間隙區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且由于換熱管豎直安置，在浮力作用下向上快速運(yùn)動(dòng)。因而對(duì)換熱管壁面附近流場(chǎng)造成擾動(dòng)，從而強(qiáng)化傳熱；另一方面，絲網(wǎng)與槽道之間的通道區(qū)間狹小，氣泡碰撞概率增加，小汽泡容易聚合成為大汽泡，大汽泡受熱膨脹，擠壓汽泡與壁面之間存在的薄液膜，提高沸騰換熱系數(shù)。盡管此時(shí)管內(nèi)中心區(qū)(即換熱管的中心管腔)的兩相流依然處在泡狀流狀態(tài)，但是壁面附近已經(jīng)達(dá)到了環(huán)狀流狀態(tài)，因而提高了換熱系數(shù)。此外，一般內(nèi)螺紋管采用螺旋翅片，但是考慮垂直安置換熱管后，汽泡受到浮升力的作用加快了氣泡的運(yùn)動(dòng)，這種情況下，螺旋齒片會(huì)對(duì)汽泡的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，采用直槽道就避免了這種現(xiàn)象。不言而喻，當(dāng)換熱管內(nèi)中心區(qū)的主流流型已經(jīng)進(jìn)入彈狀流或者其他流型后，則絲網(wǎng)的作用就不大了。因此，按照兩相流的經(jīng)典理論，計(jì)算彈狀汽泡的浮升速度與表觀速度的大小，確定泡狀流型與彈狀流型的臨界轉(zhuǎn)變點(diǎn)，同時(shí)也就是確定了筒狀絲網(wǎng)的長(zhǎng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，包括帶有入口端和出口端的管體(1)，其特在在于所述管體(I)的內(nèi)表面設(shè)置有:若干條周向間隔分布且其長(zhǎng)度沿著所述管體的軸向延伸的直線肋(2)以及形成于各直線肋之間的直線槽道(4)，所述管體(I)內(nèi)設(shè)置有至少一層圓筒狀的金屬絲網(wǎng)(3)，該金屬絲網(wǎng)(3)的外周面與所述直線肋(2)的頂部相接觸而覆蓋在所述直線槽道(4)上方，從而在金屬絲網(wǎng)(3)和直線槽道(4)之間形成與所述管體(I)的中心管腔相隔開的通道。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述金屬絲網(wǎng)(3)共有一層或兩層。3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述金屬絲網(wǎng)⑶布置在所述管體⑴的入口端，金屬絲網(wǎng)⑶的軸向長(zhǎng)度由所述管體⑴的入口處向內(nèi)一直延伸至設(shè)定位置。4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述設(shè)定位置為該內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管工作時(shí)其內(nèi)的流體產(chǎn)生泡狀流型與彈狀流型的臨界轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置。5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述直線槽道(4)的橫截面呈梯形。6.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述直線槽道⑷的槽深為0.15?0.4mm。7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述管體(I)的內(nèi)表面共設(shè)置有40?80條所述直線槽道(4)。8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，其特征在于:所述圓筒狀的金屬絲網(wǎng)(3)由80?200目的銅網(wǎng)卷制而成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)表面鑲嵌絲網(wǎng)的內(nèi)螺紋蒸發(fā)換熱管，它包括帶有入口端和出口端的管體，所述管體的內(nèi)表面設(shè)置有：若干條周向間隔分布且其長(zhǎng)度沿著所述管體的軸向延伸的直線肋以及形成于各直線肋之間的直線槽道，所述管體內(nèi)設(shè)置有至少一層圓筒狀的金屬絲網(wǎng)，該金屬絲網(wǎng)的外周面與所述直線肋的頂部相接觸而覆蓋在所述直線槽道上方，從而在金屬絲網(wǎng)和直線槽道之間形成與所述管體的中心管腔相隔開的通道。本發(fā)明能夠進(jìn)一步提高螺紋換熱管的換熱效率。
【IPC分類】F28F1/40
【公開號(hào)】CN105157464
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510671079
【發(fā)明人】王進(jìn)強(qiáng), 陳煥焯, 武震國(guó)
【申請(qǐng)人】蘇州新太銅高效管有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日