[实用新型]一种异形横纹强化传热管

说明书

技术领域

本实用新型属于机械设备技术领域，用于管壳式换热器强化传热，涉及一种异形横纹强化传热管。

背景技术

管壳式换热器由于可靠性高、结构简单、耐高温、耐高压及实施方式简单等特点，普遍应用于石油、化工、冶金、动力及能源等众多工业领域中，在节能减排方面发挥了不可替代的作用。传统管壳式换热器多采用光管，光管传热效率低，很多情况下无法完成换热任务，采用传热强化技术可以提高光管的传热效率或减少换热管金属用量，提高了能量利用效率或节省了材料。按其是否需要外功，传热强化技术分为有源强化与无源强化两种类型，其中无源强化技术由于可靠性强、不需要外功，操作方式简单，而更为广泛应用。横纹管作为一种工业常用的典型无源强化传热技术，由于结构简单、性能稳定等优点，在工业中应用广泛。横纹管的强化传热机理为在管壁横肋附近形成横向涡，通过提高近壁区的湍流程度，扰动边界层，从而强化传热，但在靠近管壁区会产生流动分离，形体阻力较大，导致压降损失较大，使传热综合性能提升幅度受限。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种异形横纹强化传热管，解决了现有横纹管中存在的形体阻力大、涡流不可控、传热综合性能提升幅度受限的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种异形横纹强化传热管，在光管管壁外表面横向均匀平行设置有内凹的圆弧槽，圆弧槽对应的管壁内表面为凸起的圆肋，并且在每个凸起的圆肋顶部设置一道环形凹陷的外凸凸起。

本实用新型的异形横纹强化传热管，其特征还包括：

所述的外凸凸起的高度为0.2～1.5mm，外凸凸起的宽度为1～2.5mm，相邻圆弧槽间距为6～15mm，圆弧槽深度为0.5～2mm，圆弧槽口沿宽度为2～5mm。

所述的外凸凸起是连续的圆环，或是断续的圆环形状。

本实用新型的有益效果是，该传热管为一次表面强化，通过在光管表面轧制形成横向的肋纹，该肋纹在管外体现为内凹的圆弧槽，在管内体现为凸起的圆肋，然后再在凸起的圆肋上反向轧制或施以作用力，使凸起的圆肋在顶部凹陷进去一定高度的圆弧，从而形成外凸型的异形横纹管。该传热管为双面强化管，不但可用于管内的强化，也可以用于管外的强化，加工方便、低阻高效、传热综合性能更佳，可用于现有横纹管的加工升级。

本实用新型的有益效果，具体体现在以下方面：

1)传热性能好

传统横纹管在肋的背风面存在流动分离与回流，传热速率受到抑制，阻力也相应增加，考虑不同几何结构对流动与传热的影响，控制流动分离对提高传热速率显得尤为有意义。本实用新型提出了一种异形横纹强化传热管，结合外凸凸起的特殊结构，通过涡流调控，压缩回流涡，降低形体阻力，同时，外凸凸起在管内横肋换热面上还可以提高局部传热速率，相对于传统的横纹管，具有低阻高效的特点。

2)适用工况广

本实用新型不仅适用于湍流的强化传热，也可以适用于层流、过渡流的强化传热；不仅适用于强制对流，亦适用于自然对流，不但可用于管内强化，亦可用于管外强化。

3)使用灵活

本实用新型传热综合性能是可控的，调整的结构参数主要包括肋纹的肋高、肋宽、节距及外凸凸起高度和外凸凸起宽度，这些结构参数直接影响着管内横向涡的强度及面积区域；通过结构优化，可以降低阻力，提高传热速率，以便达到最佳的传热综合性能。

4)制造方便

通过在光管表面轧制形成横向的肋纹，然后再在凸起的圆肋上反向轧制或施以作用力，使凸起的圆肋在顶部凹陷进去一定高度的圆弧，从而形成外凸型的异形横纹管。该异形横纹管加工方便，简单可靠，可用于已有管壳式换热器管内传热性能的提高，也可用于新型换热器的设计。

附图说明

图1为本实用新型异形横纹管的轴测图；

图2为本实用新型异形横纹管的左视图；

图3为本实用新型异形横纹管的俯视图；

图4为传统横纹管的二维截面图；

图5为本实用新型异形横纹管的二维截面图。

图中，1.光管，2.圆弧槽，3.圆肋，4.外凸凸起。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。