專利名稱：一種螺旋波紋管的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于傳熱裝置領域，更具體地，涉及ー種螺旋波紋管。
背景技術(shù)：
螺旋波紋管是一種優(yōu)良的高效異型強化換熱管件，對流體的換熱過程有著顯著的強化作用，并廣泛用于換熱器制造。然而，傳統(tǒng)的螺旋波紋管通過管壁的螺旋槽道結(jié)構(gòu)迫使管內(nèi)流體產(chǎn)生強烈的二次流，以減薄邊界層，強化換熱，螺旋波紋管在換熱得到強化的同時，也產(chǎn)生了較大的局部阻 力，綜合換熱效果不夠顯著。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供ー種螺旋波紋管，g在解決現(xiàn)有螺旋波紋管管內(nèi)流動局部阻力増加過大、綜合換熱性能不夠突出的問題，有效抑制管內(nèi)流動局部阻カ的產(chǎn)生，提高綜合換熱性能，并實現(xiàn)螺旋波紋管換熱的雙面強化效果。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種螺旋波紋管，包括中空管體和螺旋頭結(jié)構(gòu)，螺旋頭結(jié)構(gòu)連接有螺旋狀通道，用于在流體經(jīng)過時在中空管體內(nèi)形成旋流，螺旋狀通道的深度為I 500mm。螺旋狀通道的數(shù)量與螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量相等。螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量為I 4個。中空管體的內(nèi)外表面上的波紋為節(jié)距、波形相同，并連續(xù)走向的螺旋形。中空管體的內(nèi)徑為I 1000mm,壁厚為O. I 20mm。中空管體的內(nèi)外表面上波紋的節(jié)距為10 500mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)螺旋波紋管橫截面面積始終相等，可減小管內(nèi)流動局部阻力的產(chǎn)生；(2)螺旋波紋管管壁處的具有一定深度的螺旋狀通道，可組織管內(nèi)流體整體向前旋流，從而增強流體的徑向混合，減小速度矢量與溫度梯度矢量之間的夾角，提高換熱效果，同時管內(nèi)整體旋流不產(chǎn)生強烈的二次流，局部阻カ很小，沿程阻力増加較少，綜合換熱效果提高突出；(3)螺旋波紋管管內(nèi)整體旋流，可有效抑制管壁結(jié)垢的產(chǎn)生，提高換熱器的使用壽命及安全性能，特別適用于采用高粘度、不潔凈及易結(jié)焦換熱エ質(zhì)的場合；(4)螺旋狀通道起到對管外流體的擾流作用，從而實現(xiàn)螺旋波紋管換熱的雙面強化效果。


圖I為本發(fā)明螺旋波紋管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的主視圖。
圖3為圖2的左視圖。圖4為本發(fā)明不同流場雷諾數(shù)下努謝爾數(shù)的變化曲線圖。圖5為本發(fā)明不同流場雷諾數(shù)下摩擦阻力系數(shù)的變化曲線圖。圖6為本發(fā)明不同流場雷諾數(shù)下性能評價系數(shù)的變化曲線圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明的螺旋波紋管包括中空管體I和螺旋頭結(jié)構(gòu)2，螺旋頭結(jié)構(gòu)連接有螺旋狀通道3，用于在流體經(jīng)過時在中空管體I內(nèi)形成旋流，螺旋狀通道3的深度H為I 500mmo螺旋狀通道3的數(shù)量與螺旋頭結(jié)構(gòu)2的數(shù)量相等。在本實施方式中，螺旋頭結(jié)構(gòu)2的數(shù)量為I 4個。中空管體I的內(nèi)外表面上的波紋為節(jié)距、波形相同，并連續(xù)走向的螺旋形。中空管體I的內(nèi)徑d為I 1000mm，壁厚為O. I 20_。中空管體I的內(nèi)外表面上波紋的節(jié)距為10 500mm。以下對螺旋波紋管進行數(shù)值模擬計算，給定條件如下螺旋狀通道的深度為I 5mm，螺旋波紋管的長度為600mm，波紋的節(jié)距為30mm，螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量為4個，流體為水，雷諾數(shù)Re的范圍為300 1800，邊界條件為給定壁面熱流密度及速度U，出口為出流條件，壁面熱流密度q = 10000W/m2。流場雷諾數(shù)Re由下式給定
權(quán)利要求
1.一種螺旋波紋管，其特征在于，包括中空管體和螺旋頭結(jié)構(gòu)，所述螺旋頭結(jié)構(gòu)連接有螺旋狀通道，用于在流體經(jīng)過時在所述中空管體內(nèi)形成旋流，所述螺旋狀通道的深度為I 500mmo
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋波紋管，其特征在于，所述螺旋狀通道的數(shù)量與所述螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋波紋管，其特征在于，所述螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量為I 4個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋波紋管，其特征在于，所述中空管體的內(nèi)外表面上的波紋為節(jié)距、波形相同，并連續(xù)走向的螺旋形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋波紋管，其特征在于，所述中空管體的內(nèi)徑為I 1000mm，壁厚為 0. I 20_。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋波紋管，其特征在于，所述中空管體的內(nèi)外表面上波紋的節(jié)距為10 500mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋波紋管，包括中空管體和螺旋頭結(jié)構(gòu)，螺旋頭結(jié)構(gòu)連接有螺旋狀通道，用于在流體經(jīng)過時在中空管體內(nèi)形成旋流，螺旋狀通道的深度為1～500mm,螺旋狀通道的數(shù)量與螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量相等,螺旋頭結(jié)構(gòu)的數(shù)量為1～4個,中空管體的內(nèi)外表面上的波紋為節(jié)距、波形相同，并連續(xù)走向的螺旋形,中空管體的內(nèi)徑為1～1000mm，壁厚為0.1～20mm,中空管體的內(nèi)外表面上波紋的節(jié)距為10～500mm。本發(fā)明通過設置具有一定深度的螺旋狀通道迫使管內(nèi)流體整體向前旋流，改變速度場與溫度場之間協(xié)同關系，有效抑制管內(nèi)流動局部阻力的產(chǎn)生，在沿程阻力增加較小的情況下，實現(xiàn)強化傳熱的效果。
文檔編號F28F1/08GK102679789SQ201210148570
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者劉偉, 劉佳駒, 劉志春, 方海生, 楊昆, 楊金國, 范愛武, 黃曉明 申請人:華中科技大學