[发明专利]一种碟形换热管

说明书

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种碟形换热管。

背景技术

换热管作为一种进行两种热交换介质不发生之间接触情况下进行热量交换的设备，广泛应用于化工、能源、动力领域中。为了提高工业生产的经济性、增强设备的安全可靠性，对换热管进行结构优化非常必要。

目前工业上广泛应用的换热管多是圆形和椭圆形，其中圆形换热管便于加工且成本较低，而椭圆形换热管相较圆形换热管有更低的流动阻力，更高的换热效率且更便于布置。但圆形和椭圆形换热管流动阻力均有下降的空间，背流面也均易形成较大尾涡，造成管外流体的沉积，且换热管在运行中磨损严重，大大影响了换热管的使用安全性与寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种碟形换热管，以解决上述现有技术存在的问题，该碟形换热管的结构设置能够有效提高换热管传热综合特性，既能满足加工、安装成本低的需求，又能有效地加强外部流体的流动效果，提升换热管换热性能，减少对外部流体对换热器的磨损与外部流体的沉积，整体提高换热管的安全性与经济性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种碟形换热管，包括首尾连接设置的上管壁和下管壁，所述上管壁和下管壁均包括依次连接的前端、中端和末端，所述上管壁和下管壁均呈弧形；所述上管壁和下管壁的前端为两条第一圆弧，两条所述第一圆弧相交形成尖端，所述上管壁和下管壁的末端为两条第二圆弧，两条所述第二圆弧相交形成尖端。

可选的，所述上管壁与所述下管壁对称设置。

可选的，所述前端、中端与末端之间采用平滑过渡连接。

可选的，所述第一圆弧与所述第二圆弧相对于所述换热管中心对称。

可选的，所述上管壁和下管壁的中端为两条第三圆弧，两条所述第三圆弧是半径为R的两个圆的一部分。

可选的，所述上管壁的第三圆弧与所述下管壁的第三圆弧所在的两个圆其圆心距的范围为R～2R。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、碟形换热管前端为两条圆弧相交的尖端，有利于减小管外流体的流动损失；

2、碟形换热管中端为两条圆弧，不仅加强了换热器的换热效果，还有效地减少管外流体流动的压降，降低外部流体流动阻力损失；

3、碟形换热管末端为两条圆弧相交的尖端，减少管外流场的回流区，减轻换热管的磨损与管外流体的沉积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中碟形换热管的结构示意图；

图2为本发明中碟形换热管管外流体速度分布云图；

图3为椭圆形换热管管外流体速度分布云图；

图4为圆形换热管管外流体速度分布云图；

图5为本发明碟形换热管管外流体流线图；

图6为椭圆形换热管管外流体流线图；

图7为圆形换热管管外流体流线图；

图8为本发明碟形换热管管外流体压强分布云图；

图9为椭圆形换热管管外流体压强分布云图；

图10为圆形换热管管外流体压强分布云图；

图11为碟形、椭圆形以及圆形换热管管外流体压强变化对比图；

其中，1前端；2中端；3末端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种碟形换热管，以解决上述现有技术存在的问题，该碟形换热管的结构设置能够有效提高换热管传热综合特性，既能满足加工、安装成本低的需求，又能有效地加强外部流体的流动效果，提升换热管换热性能，减少对外部流体对换热器的磨损与外部流体的沉积，整体提高换热管的安全性与经济性。

本发明的碟形换热管，包括首尾连接设置的上管壁和下管壁，上管壁和下管壁均包括依次连接的前端、中端和末端，上管壁和下管壁均呈弧形；上管壁和下管壁的前端为两条第一圆弧，两条第一圆弧相交形成尖端，上管壁和下管壁的末端为两条第二圆弧，两条第二圆弧相交形成尖端。