[发明专利]圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆管管翅式换热器翅片，特别涉及一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片。

背景技术

圆管管翅式换热器一般在管内流动液体工质，在管外侧流动气体。管翅式换热器空气侧的换热系数比液体工质侧的小得多，因此减小空气侧的热阻对提高换热器整体换热性能是非常重要的。而强化传热型翅片可以通过增加翅片的换热面积和加强空气侧的气流扰动来提高换热器的换热性能。因此，近年来各类形状的强化翅片，比如百叶窗、开缝、横向波纹、涡产生器等强化翅片在换热器中的应用越来越广泛。

管翅式换热器现有的翅片强化传热技术没有明显的改善翅片侧通道流体流动的流线性，使得流体流经圆管时的压力损失较大，从而如何组织翅片侧通道流体的流线性流动非常重要。

发明内容

本发明的思路是通过流线型波纹通道引导部分流体按预设流线流动，达到抑制流体脱体、减小流动压力损失，同时扩展翅片表面积、提高翅片流动与换热综合性能的目的。

为实现以上目的，本发明提出的技术方案是设计一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，即在所述翅片上按照流线走向从气流入口到出口连续冲压出凸凹相间的流线型正/余弦形凸波纹4和流线型正/余弦形凹波纹5。

所述的流线型翅片1上同一波纹波谷、波峰连线均为流线，波纹区域边界8也是流线，且在冲压前翅片(平片)中心面O—O上，可依据流函数值按需确定。

所述的流线型翅片1上所有波纹的波幅相同，为翅片间距的0.1—0.9倍。

所述的流线型翅片1的正/余弦形凸波纹4、正/余弦形凹波纹5的横断面形状为正/余弦型线。其正/余弦型线的确定方法是：先把流线9—15放置在冲压前翅片(平片)中心面O—O上，这些流线和横截面C-C的交点分别为9′—15′，按波幅大小垂直中心面O—O上下移动交点10′—14′分别到10″—14″，最后通过两点9′、10″按π/2周期以正/余弦函数确定9′到10″段型线方程，分别通过两点10″和11″，11″和12″，12″和13″，13″和14″，按π周期以正/余弦函数确定各段的型线方程，通过两点14″和15′按π/2周期以正/余弦函数确定14″到15′段型线方程。

所述的流线型翅片1的流线是翅片1所对应管翅式换热器平片翅片侧通道沿管轴向中心截面管尾不出现回流的流线。

所述的流线型翅片的凸波纹4、凹波纹5的间距或数目依据波纹区域边界8的函数值按需确定。

圆管的排列方式可以是顺排也可以是叉排。

所述的流线型翅片1上冲压出的凸波纹4、凹波纹5相间分布并且分别关于孔2的纵、横中心线对称分布。

所述流线型翅片1上冲压出圆环凸台3，且在其顶部冲压出一翻边7，便于翅片穿管和确定片距。

所述流线型翅片1上冲压出圆环凸台3的高度可以变动，用于调节翅片间距，胀管后凸台紧紧地与圆管接触，起到固定翅片减小热阻的作用。

流线型翅片与管子组装后，当流体在流线型翅片间流动时，通过翅片表面流线型凸凹波纹连续不断的引导，流体主要沿着流线流动，截面流动速度较均匀，圆管尾部流体的脱体得到了有效的抑制，改善了圆管尾部的换热、减小了流动阻力。同时，翅片表面凸凹波纹增加了翅片表面面积，减小了传热热阻，提高了翅片的换热能力。

附图说明

图1是一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片。

图2是正/余弦形波纹型线确定方法示意图

图1中标号：1.翅片；2.翅片上圆管孔；3.圆环凸台；4.流线型凸波纹；5.流线型凹波纹；6.正/余弦波纹形状；7.翻边；8.波纹区域边界。

图2中标号：9—15流线；9′—15′是放置在O—O中心面上的流线9—15和横截面C-C的交点；10″—14″是按波幅大小垂直中心面O—O上下移动10′—14′后的对应点。

具体实施方式