[发明专利]放射式强化换热翅片

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热翅片，特别涉及一种应用于管外为气体介质，管内为液体介质的放射式强化换热翅片。

背景技术

在空气冷却器、制冷设备冷凝器和蒸发器等换热器中，液体介质在管内流动，气体介质在管外流动。研究表明，这种换热器管内热阻与管外热阻比一般为1∶3.5（文献1：朱冬生. 换热器技术及进展[M]. 北京：中国石化出版社, 2008。文献2：刘卫华，百叶窗型和波形管片式换热器性能实验研究[J]，石油化工高等学校学报，1996，9（2）：49-53）。可见，提高气液两相换热器换热效率的有效途径是在热阻较大的管外侧设置翅片，一方面可扩展换热面积，同时促进流体扰动达到强化传热的目的。

目前翅片管换热器的管外翅片通常采用无缝翅片、百叶窗式翅片、平行开缝翅片等结构形式。对于无缝翅片，由于流体粘性会在翅片表面形成边界层，使传热系数减小。采用开缝翅片后，由于间断开缝翅片的扰动，每当流体经过一个开缝结构时，流动边界层的增厚被中断，边界层将重新生长，因此在流动方向上，流动边界层厚度不断增厚与破坏，使整个翅片表面的边界层变薄，翅片的传热能力得到强化。文献[3]（文献3：李慧珍, 屈治国和程永攀等. 开缝翅片流动和传热性能的实验研究及数值模拟[J]. 西安交通大学学报. 2005, 39(3): 229-232）研究了开缝翅片、开窗翅片与无缝翅片传热性能，提出从强化传热角度开窗和开缝翅片的明显优于无缝翅片。

对于开缝翅片和百叶窗式翅片的传热性能和流动特性，前人已展开了很多实验和理论研究。专利200710042888.5提出 一种强化传热百叶窗翅片，在平直基片上设有翘起的若干组窗翅，窗翅与基片成一定的开窗角度，每组窗翅之间为换向区域，换向区域两侧的窗翅开窗方向相反。文献[4]200710042888.5提出 一种强化传热百叶窗翅片，在平直基片上设有翘起的若干组窗翅，窗翅与基片成一定的开窗角度，每组窗翅之间为换向区域，换向区域两侧的窗翅开窗方向相反。文献[4]（文献4：Wang C C, Lee W S & Sheu W J. A comparative study of compact enhanced fin-and-tube heat exchangers[J]. Heat Mass Transfer 2001, 44(18): 3565-3573）通过试验研究了百叶窗翅片几何形状和管排数以及翅片间距等参数对空气侧传热性能的影响。百叶窗翅片在提高换热性能的同时，往往伴随着更大的阻力增加，综合性能改善不明显。

专利03108079.0提出了一种平行开缝的强化换热翅片， 其中空气流动上下游采用的桥形条片数量不同，同时桥形条片在基片两侧交替开设。专利200810150782.1提出了一种阶梯碟形强化传热翅片，桥形狭缝条沿空气流动方向通过换热管的中心线呈碟形对称布置，且各排突出段的高度呈阶梯形布置。上述两种平行开缝强化换热翅片能强化翅片表面流体的扰动，但由于桥形开缝条片始终沿着一个方向，流体速度与开缝方向不能很好协同，以至在开缝附近产生了大量涡流，所以在强化传热同时，流动阻力也不断增大。 

发明内容

本发明要克服现有换热翅片存在的上述不足，提供了一种能强化管外气体侧传热，换热效率高，流动阻力小，综合性能好的放射式强化换热翅片。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

放射式强化换热翅片，包括换热管以及套装在其上的平直基片，所述基片上开设有隆起的开缝桥片，所述开缝桥片通过两条垂直于所述基片的直立段与所述基片连接，其特征在于：所述开缝桥片沿单个换热管的管孔中心径向排列，呈放射状分布；两两相邻的换热管呈正三角形布置，所述开缝桥片沿气体流动方向在两相邻换热管之间呈S形均匀排列。

进一步，所述开缝桥片开设在所述基片的同一侧，且所述开缝桥片的隆起高度为两相邻基片间距的一半。

进一步，所述开缝桥片开缝的方向随所述换热管圆周不断变化，且所述开缝桥片相对于横向和纵向的换热管的中心连线对称。