[实用新型]变截面换热管及管壳式换热器

说明书

技术领域

本实用新型属于化工机械领域，具体的说，涉及了一种变截面换热管和一种管壳式换热器。

背景技术

石油、化工、食品等诸多工业过程中都涉及高粘度流体的加热和冷却。由于流体粘度较高，他们的流动大都处于层流状态；而层流流态下流体主要以导热方式传热，对流换热能力差，传热系数较低，对工艺工程的进行和设备效率的提高是不利的。现有的传热强化理论认为，对于管内充分发展的层流换热情况下，只要在管内径向产生较小的速度，即产生异于主流方向的二次流，即可对管内层流换热产生明显的强化作用。

管内轴截面的二次流主要有旋转流、径向流、涡流等形式，其中涡流流动方式可使流体在温度梯度较大的径向产生强烈的混合，促使主流区的流体

温度均匀化和壁面处的温度梯度增大，从而可实现较大程度的传热强化。目前现有的纵向涡流强化换热设备主要是在换热器表面增设涡流发生器即二次表面，虽能获得显著的换热效果，但相应流动阻力增加远大于换热的增强，很难再工业领域中应用。

为了解决上述问题，寻求一种换热能力强，流动阻力小且适用于高黏度流体换热器，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种换热能力强，传热系数较高的换热管和管壳式换热器。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种变截面换热管，是在横截面为圆形的基管上间隔轧制有异形管段的换热管，两个相邻的所述异形管段之间为横截面为圆形的基管管段，所述基管管段设置有两个相对的弧形过渡端部，所述异形管段的横截面为三角形。

基于上述，相邻所述异形管段绕所述基管管段的轴线相对旋转一定的角度。

基于上述，所述异形管段的棱角处为弧形过渡。

一种管壳式换热器，包括壳体、管板和所述变截面换热管。

基于上述，它还包括若干杆式支撑栅，所述变截面换热管架设在所述杆式支撑栅上，所述杆式支撑栅沿所述壳体的轴向间隔设置。

基于上述，所述杆式支撑栅包括定位圈和设置在所述定位圈内的支撑杆，所述定位圈上设置拉杆孔，拉杆依次穿过各个所述杆式支撑栅的拉杆孔，所述拉杆在相邻两个杆式支撑栅之间的套设有定距管。

基于上述，所述杆式支撑栅包括定位圈和设置在所述定位圈内的支撑杆，所述支撑杆上设置拉杆孔，拉杆依次穿过各个所述杆式支撑栅的拉杆孔，所述拉杆在相邻两个杆式支撑栅之间的套设有定距管。

基于上述，相邻的两个所述杆式支撑栅绕所述壳体的轴线相对旋转90度。

基于上述，所述变截面换热管通过所述基管管段架设在所述杆式支撑栅上。

基于上述，所述换热管的两端是所述基管管段。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，所述换热管上轧制有横截面为三角形的异形管段，利用三角形截面自身的交错变化使流体在管截面诱导出多纵向涡，从而达到强化传热的目的，并且本实用新型在换热表面即一次表面产生多纵向涡流，流动阻力较小。进一步说，每根所述换热管相邻所述异形管段相对旋转一定角度，其诱导产生多纵向涡流的周期最短，进一步强化了传热。再一步说，所述管壳式换热器采用杆式支撑栅代替折流板使壳程流体由横向流动变为平行流动，不仅大大减少了传热死区，而且大幅度减少了流体因多次反复折流而损失的壳程压降。其具有换热能力强和流动阻力小的优点。

附图说明

图1是变截面换热管的结构示意图。

图2是相邻四个异型管段绕基管管段的轴线相对旋转120度时的相对位置示意图。

图3是管壳式换热器的结构示意图。

图4是变截面换热管架设在杆式支撑栅上的结构示意图。

图中，1.壳体，2.管板，3.异形管段，4.基管管段，41.过渡端部，5.杆式支撑栅，51，定位圈，52.支撑杆，6.基管管段的轴线，7.拉杆，8.定距管。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1