一種氣-水換熱強(qiáng)化管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣-水換熱強(qiáng)化管，包括管道和多層燒結(jié)金屬網(wǎng)；所述多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)包圍在管道的外壁且與管道外壁燒結(jié)連接；所述管道內(nèi)壁均布向內(nèi)呈圓堆狀的凸起。其中，圓堆狀的凸起的底部形狀為橢圓形，并且橢圓形的長(zhǎng)軸與管道的軸線方向一致；管道內(nèi)壁均布向內(nèi)呈圓堆狀的凸起由管道壁向內(nèi)凹進(jìn)形成。本實(shí)用新型氣-水換熱強(qiáng)化管采用外壁與多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)燒結(jié)連接、內(nèi)壁均布圓堆狀凸出物的結(jié)構(gòu)。在實(shí)際運(yùn)行中，可以增強(qiáng)管內(nèi)、管外的換熱，減小管道的體積，提高對(duì)低品位熱能的利用率和管道的抗垢能力。
【專利說(shuō)明】一種氣-水換熱強(qiáng)化管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及氣-水換熱器，尤其涉及一種在池沸騰中的換熱強(qiáng)化管。

【背景技術(shù)】
[0002] 池沸騰氣-水換熱中主要傳熱方式：在高溫壁面上生成、長(zhǎng)大、脫離的汽泡與低溫 水的對(duì)流換熱、高溫壁面對(duì)水的輻射換熱和高溫壁面在氣-水間的傳熱。增強(qiáng)汽泡的對(duì)流 換熱需要壁面滿足產(chǎn)生更多汽泡的條件，即提高壁面汽化核心數(shù)，使單位面積氣泡的密度 增加，多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)在管道壁面形成了更多利于汽泡形成的汽化核心，能大幅度提高 沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和臨界熱流密度，降低管壁面起始過(guò)熱度；而在過(guò)渡沸騰和穩(wěn)態(tài)膜 沸騰狀態(tài)下由于產(chǎn)生的汽泡過(guò)多且連在一起形成汽膜覆蓋在管道外壁，使傳熱熱阻增大。 管內(nèi)高溫氣體主要傳熱熱阻是氣體與管道間的流動(dòng)邊界層，且管內(nèi)氣體多處于受迫紊流狀 態(tài)，而氣體經(jīng)過(guò)管內(nèi)壁均布圓堆狀凸出物時(shí)可以形成渦流來(lái)破壞流動(dòng)邊界層。同時(shí)由于圓 堆狀凸出物為流線型，與光管在相同管道阻力情況下?lián)Q熱量可提高30%?50%。
[0003] 由于多孔表面結(jié)構(gòu)的局限性，現(xiàn)有沸騰換熱多孔表面結(jié)構(gòu)適用介質(zhì)多為制冷劑， 而平織的多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)更適用于水的沸騰換熱；在管內(nèi)熱氣體介質(zhì)換熱中，在內(nèi) 壁均布圓堆狀凸出物的結(jié)構(gòu)能使氣體在過(guò)渡紊流和旺盛紊流狀態(tài)下?lián)Q熱量都會(huì)有較大幅 度提升，相對(duì)于其它帶凸出物的管道，其對(duì)工況適用范圍更廣，且易加工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種氣-水換熱強(qiáng)化管。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種氣-水換熱強(qiáng)化管， 包括管道和多層燒結(jié)金屬網(wǎng)；多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)包圍在管道的外壁且與管道外壁燒結(jié)連 接；管道內(nèi)壁均布向內(nèi)呈圓堆狀的凸起。
[0006] 作為優(yōu)選，圓堆狀的凸起的底部形狀為橢圓形，并且橢圓形的長(zhǎng)軸與管道的軸線 方向一致。
[0007] 作為優(yōu)選，管道內(nèi)壁均布向內(nèi)呈圓堆狀的凸起由管道壁向內(nèi)凹進(jìn)形成。
[0008] 作為另一個(gè)優(yōu)選，管道內(nèi)徑為D，所述管道內(nèi)壁面向內(nèi)凸起的間距為t，凸起的高 度為 h，并且：t/D=0. 25 ?1. 0, h/D=0. 025 ?0· 05。
[0009] 還有一個(gè)優(yōu)選，多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)為平織結(jié)構(gòu)即編織形成的網(wǎng)孔為正方形，所述 正方形的邊長(zhǎng)L彡2 σ I7(r P v Λ t)，d= (60?190) μ m，3d彡δ彡5d，其中σ為水表面 張力，Ts為當(dāng)前壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度,r為當(dāng)前壓力下水的汽化潛熱，Ρν為當(dāng)前壓力下的蒸 汽密度，At為管壁溫度1"與1；的差值，d為金屬絲直徑，δ為多層金屬絲網(wǎng)的厚度。 [0010] 上述管道內(nèi)壁采用沿周向排列凸出物結(jié)構(gòu)，使管內(nèi)氣體在流過(guò)凸出物時(shí)，壁面與 流動(dòng)邊界層發(fā)生脫離，并在越過(guò)凸出物后形成漩渦，不斷擾動(dòng)流動(dòng)邊界層，增強(qiáng)換熱，且能 提1?內(nèi)壁抗污能力。
[0011] 上述管道外壁包圍多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)，能大幅度提高沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和臨 界熱流密度，降低管壁面起始過(guò)熱度；汽泡在脫離壁面后，絲網(wǎng)中產(chǎn)生相對(duì)負(fù)壓并使周圍液 體迅速補(bǔ)充，周期性的在壁面形成紊流狀態(tài)，提高傳熱傳質(zhì)速度，并能不斷沖刷絲網(wǎng)和外壁 表面，防止水垢的形成。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0013] 氣-水換熱強(qiáng)化管采用外壁與多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)燒結(jié)連接、內(nèi)壁設(shè)有周向排列凸 出物的結(jié)構(gòu)。在實(shí)際運(yùn)行中，可以增強(qiáng)管內(nèi)、管外的換熱，減小管道的體積，提高對(duì)低品位熱 能的利用率和管道的抗垢能力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015] 圖1是本實(shí)用新型氣-水換熱強(qiáng)化管的全剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是本實(shí)用新型氣-水換熱強(qiáng)化管管壁外單層金屬絲網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3為本實(shí)用新型氣-水換熱強(qiáng)化管管壁內(nèi)環(huán)狀凸出物的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖中，1-多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)，2-凸出物。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 圖1是一種氣-水換熱強(qiáng)化管，由多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)1和內(nèi)壁設(shè)有沿周向排列凸 出物2的管道組成。
[0020] 管道內(nèi)壁沿周向排列凸出物2是由管壁內(nèi)凹形成的圓堆狀的凸起，凸出物2的底 部形狀為橢圓形，并且橢圓形的長(zhǎng)軸與管道的軸線方向一致。
[0021] 當(dāng)管內(nèi)氣體在流過(guò)凸出物時(shí)，凸出物2的橢圓形底部具有較好的流線形狀。
[0022] 多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)1包圍在管道的外壁，管道的內(nèi)壁沿周向排列凸出物2。多層燒 結(jié)金屬絲網(wǎng)1與管道外壁以燒結(jié)方式連接。
[0023] 如圖2所示，多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)1為平紋織造，其網(wǎng)孔為正方形，正方形邊長(zhǎng) L彡2〇iy(rpv At)，d=60?190ym，3d彡δ彡5d，〇為水表面張力，Ts為當(dāng)前壓力對(duì) 應(yīng)的飽和溫度，r為當(dāng)前壓力下水的汽化潛熱，P v為當(dāng)前壓力下的蒸汽密度，At為管壁溫 度Tw與八的差值，d為金屬絲直徑，δ為多層金屬絲網(wǎng)的厚度。
[0024] 在圖3中，采用滾扎成型的加工方法制成由管壁內(nèi)凹形成的圓堆狀的凸出物2,凸 出物滿足t/D=0. 25?1. 0, h/D=0. 025?0. 05,其中t為凸出物間距，D為管道內(nèi)徑，h為凸 出物高度。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣-水換熱強(qiáng)化管，其特征在于：包括管道和多層燒結(jié)金屬網(wǎng)；所述多層燒結(jié) 金屬絲網(wǎng)包圍在管道的外壁且與管道外壁燒結(jié)連接；所述管道內(nèi)壁均布向內(nèi)呈圓堆狀的凸 起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣-水換熱強(qiáng)化管，其特征在于：所述圓堆狀的凸起的底部 形狀為橢圓形，并且橢圓形的長(zhǎng)軸與管道的軸線方向一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣-水換熱強(qiáng)化管，其特征在于：所述管道內(nèi)壁均布向內(nèi)呈 圓堆狀的凸起由管道壁向內(nèi)凹進(jìn)形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣-水換熱強(qiáng)化管，其特征在于：所述管道內(nèi)徑為D，所述 管道內(nèi)壁面向內(nèi)凸起的間距為t，凸起的高度為h，并且：t/D=0. 25?1.0, h/D=0.025? 0. 05〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣-水換熱強(qiáng)化管，其特征在于：所述多層燒結(jié)金屬絲網(wǎng)為 平織結(jié)構(gòu)即編織形成的網(wǎng)孔為正方形，所述正方形的邊長(zhǎng)L彡2。I7(r Ρ ν Λ t)，d= (60? 190) μπι，3(1彡δ彡5d，其中σ為水表面張力，1；為當(dāng)前壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，r為當(dāng)前 壓力下水的汽化潛熱，Pv為當(dāng)前壓力下的蒸汽密度，At為管壁溫度1"與1；的差值，d為 金屬絲直徑，S為多層金屬絲網(wǎng)的厚度。
【文檔編號(hào)】F28F1/44GK203869571SQ201420264950
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】陶國(guó)祥, 李兆廷, 鄒妍 申請(qǐng)人:蕪湖東旭光電科技有限公司