[实用新型]双螺旋涡流管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于石油化工、化肥和电力等行业进行能量交换的异型结构换热元件，是能量交换设备的基本元件，其中所说的能源交换设备通常称为换热器，是将热流体部分的热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

背景技术

公知的换热元件主体结构为管形体，内外壁都比较光滑，目前应用于各类换热器中的热交换元件均属此类。但基于牛顿内摩擦定律的流体力学的边界层理论可知，流体在管内的输送会形成层流，在边界的流体质点必然黏附在固体边界上，流速为零，加之内摩擦的作用，使得在管的轴线区域流速最大。这必然使得流速较慢的部分温度低，而流速较快的部分温度高，边界层形成了一个热传导的阻碍层，对热交换效率有比较大的负面影响。

因此，本领域的技术人员在如何解决边界层的负面影响问题方面作出了很多有益的探索，并设计出了多种模型。其一是在换热元件内设置扰流板，以使流通于所述管形体内的流体不仅沿管体轴线方向流动，还直接作用于管壁上形成冲刷边界层的紊流。但由于所述扰流板位于管体内，加工非常困难，且此类换热元件流阻太大。

再一种模型是所说的管形体是由一组锥台形体依次焊接而成，可以增大换热面积，并具有一定的消除边界层的作用，但其作用有限，主要是其所形成的流体状态仍然是层流，并且此类换热元件加工成本偏高。

还有一种则是在换热元件内外各设置一组环形槽，用以形成扰流，该类换热元件仍然存在加工困难的问题，且除环型槽区域外，其余部分的所形成的仍然是层流。

目前具有较好换热性能的一种管体的管内管壁上设有小波纹、管外管壁上设有螺旋状圆弧凹槽的螺旋波纹换热管。不过其管体上所形成的小波纹和螺旋状圆弧形态相差太大，从加工形式上来看，若想形成此结构，必然管体内外分别进行加工，且两个加工工序应当不会相互影响，加工比较困难。此外，波纹形态的扰流结构所形成的扰流主要是以受冲击表面的切平面为反射面按照反射原理形成的扰流，显然，背向于管体轴线的波纹面仍然无法克服边界层的影响，有效换热面积仍然很小。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双螺旋涡流管，该双螺旋涡流管换热效率高，且制造成本低。

本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型双螺旋涡流管，其管体内部在管壁上形成预定旋向的内螺旋线，相应地，管体外部在管壁上形成与所述内螺旋线向相同的外螺旋线，且所述内螺旋线和外螺旋线的导程相同，对应牙顶一一对应。

根据本实用新型技术方案的双螺旋涡流管的管体具有内外的双螺旋结构，能够将层流的流体导流成涡流，涡流可以很好的冲刷管壁，从而，可以对边界层有比较好的冲刷效果。另一方面，此结构可以加大有效换热元件的换热面积，进一步地提高了换热效率，同类管材可提高换热面积8％-20％。显然，在等效条件下，也已明显节省设备原材料的消耗，此消耗可降低5％-15％。

此外，由于内外螺旋结构对应，在加工过程中利用机压成型工艺可以一次成型，加工简单，制造成本低。

上述双螺旋涡流管，所述内螺旋线和外螺旋线的牙型主体为圆弧形。

上述双螺旋涡流管，所述圆弧形的曲率在0.05-1。

上述双螺旋涡流管，所述内螺旋线和外螺旋线的头数为1头以上。

上述双螺旋涡流管，所述导程为管体名义内径的0.2-1.2倍。

上述双螺旋涡流管，所述内螺旋线的牙顶到牙底的径向距离为所述导程的0.03-0.15倍。

上述双螺旋涡流管，所述内螺旋线的牙顶到牙底的径向距离为所述导程的0.03-0.08倍

所述内螺旋线的螺旋角的角度为70-85度。

所述管体两端设有连接部。

所述管体内外均设有防腐层。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中：1、连接部，2、内螺旋线，3、外螺旋线，4、管体。

具体实施方式

参照说明附图1，其示出了一种双螺旋涡流管，其管体4内部在管壁上形成预定旋向的内螺旋线2，相应地，管体外部在管壁上形成与所述内螺旋线向相同的外螺旋线3，且所述内螺旋线和外螺旋线的导程S相同，对应牙顶一一对应。

关于本方案中所使用的技术特征名称，部分的借用了螺纹的概念，但需要指出的是，在热交换技术领域中，尤其是关于异型换热元件技术领域中，还没有形成统一的行业标准，因此，这里的技术特征名称仅是为了行为的方便，并不对技术特征本身形成具体限定。