[实用新型]一种兼具亲水性和疏水性的梯度多孔结构换热管

说明书

本实用新型涉及一种兼具亲水性和疏水性的梯度多孔结构换热管，基管的外壁固设烧结层，烧结层由顶端金属多孔层及至少一层亲水金属多孔层组成，亲水金属多孔层相互层叠设置，亲水金属多孔层由若干个亲水金属颗粒组成，亲水金属颗粒的粒径由下往上依次递增，亲水金属颗粒的外壁包覆亲水性薄膜；顶端金属多孔层固定设置亲水金属多孔层的顶端面，顶端金属多孔层由若干个亲水区和若干个疏水区错落布置组成，亲水区和疏水区均由若干个顶端金属颗粒呈孔隙结构排布组成，顶端金属颗粒的粒径大于亲水金属颗粒的粒径，亲水区内的顶端金属颗粒的外壁包覆亲水性薄膜，疏水区内的顶端金属颗粒的外壁包覆疏水性薄膜。

技术领域

本实用新型涉及换热管领域，尤其涉及一种兼具亲水性和疏水性的梯度多孔结构换热管及其制造工艺。

背景技术

随着管壳式换热器在强化传热方向的深入发展，使用高通量换热管的高通量换热器应运而生，益于高通量换热管的使用，相比于采用光滑换热管的传统换热器，高通量换热器有较高的热通量。

高通量换热管一种外表面或内表面具有金属多孔层的换热管，高通量换热管能实现低温差下的高效传热，有利于实现能源的梯级利用，提高能源利用率，减少废热排放。高通量换热管根据金属多孔层的制造工艺分主要分类有烧结型、热喷涂型、机加工型以及电化学腐蚀型。其中，烧结型高通量换热管由于表面多孔换热管性能更好，更能在低过热度下获得高热通量，具有良好的阻垢性能。

烧结型高通量换热管是在换热管内壁或外壁上通过烧结法形成单层或多层金属多孔层，依次来提高换热管的换热效率。通常烧结多孔管的表面换热能力是光滑管3～10倍。换热管内外壁面上的金属多孔层具有较高的毛细抽吸力并且改善了径向热阻，使其在强化传热方面的应用更具优势。

制备烧结多孔层的材料对于烧结多孔管的换热性能有着不小的影响，但烧结多孔层能强化换热管换热能力的根本，在于其孔隙率与毛细抽吸力。通常烧结多孔层采用不规则金属粉末颗粒进行烧结，表面会形成大小不一的孔隙，对于强化传热是有利因素。但不规则颗粒的烧结很难把握孔隙率大小，造成烧结后的金属多孔层的换热性能不尽相同。同时，对于沸腾传热，小颗粒金属粉末烧结出的金属多孔层孔隙多，有利于产生更多的气泡，但孔隙小，液体流动性差，气泡附着力强；大颗粒金属粉末烧结出的金属多孔层孔隙大，液体流动性好，有利于气泡快速脱离，但孔隙少，产生的气泡少。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种兼具亲水性和疏水性的梯度多孔结构换热管及其制造工艺，使用本实用新型后，能够得到一种同时具备亲水性和疏水性的梯度多孔结构换热管，在增加表面传热面积的同时，加强换热介质在换热管内的流动传输能力，保证表面气泡快速脱离，加强沸腾传热的能力。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种兼具亲水性和疏水性的梯度多孔结构换热管，包括光滑的基管，所述基管的外壁固定设置烧结层，所述烧结层由一层顶端金属多孔层及至少一层的亲水金属多孔层层叠组成，所述至少一层亲水金属多孔层相互层叠设置在基管外壁上，每层所述亲水金属多孔层均由若干个形状规则的亲水金属颗粒呈孔隙结构排布组成，各层亲水金属多孔层中的所述亲水金属颗粒材质相同，亲水金属颗粒的粒径随着层数由下往上依次递增，亲水金属颗粒的外壁包覆亲水性薄膜；所述顶端金属多孔层固定设置在最上层亲水金属多孔层的顶端面，所述顶端金属多孔层由若干个亲水区和若干个平面呈规则形状的疏水区错落布置组成，所述亲水区和疏水区均由若干个规则的顶端金属颗粒呈孔隙结构排布组成，所述顶端金属颗粒的粒径大于亲水金属颗粒的粒径，所述亲水区内的顶端金属颗粒的外壁包覆亲水性薄膜，所述疏水区内的顶端金属颗粒的外壁包覆疏水性薄膜。

进一步地，所述亲水金属颗粒、顶端金属颗粒的粒径范围均为44～200μm。

进一步地，每层金属多孔层的厚度为该层亲水金属颗粒粒径的2～3倍，顶端金属多孔层的厚度为顶端金属颗粒的2～3倍。