[发明专利]一种强化传热的流线型纵向涡发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化传热装置，特别是涉及一种强化传热的流线型纵向涡发生 器。

背景技术

强化传热是随着工程的发展而发展起来的一门新型技术，并且已在化工、能源、航 空航天、车辆等部门得到较为广泛的应用。目前，研究各种传热过程的强化问题以便开发设 计新颖的紧凑式换热器，不仅是现代工业发展中必须解决的问题，同时也是开展节能工作 的迫切任务。

近年来，通过在换热器壳侧安装纵向涡发生器产生纵向涡来改变近壁处流体的湍 流结构,从而提高紧凑式换热器的传热效率，取得了较好的效果。但是由于涡流发生器的存 在对流体的阻碍作用也不容忽视，如果不能对通道内涡发生器形状、数目、尺寸、安装位置 等进行合理的布置，其产生的阻力作用要远大于强化传热的效果，往往会带来适得其反的 作用。所以合理设计通道内涡流发生器的结构及安装方式的是十分必要的。

目前，普遍认为三角翼型涡发生器综合传热效果优于矩形翼涡流发生器，但是三 角翼型涡发生器的阻力还有进一步降低的空间。

流线型是空气动力学名词，是物体的外部形状，通常表现为平滑而规则的表面、没 有大的起伏和尖锐的棱角。现代风洞实验已经证实流线型具有高速度、低阻力的优势。目 前，流线型已广泛应用于飞机、汽车等交通工具的外形设计中。在传热面上以一定规律、周 期性成对安装流线型纵向涡发生器，可以减小流动阻力，并且能够提高周围速度场与温度 场的协同性，从而可以提高综合传热强化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化传热的流线型纵向涡发生器，本发明为解决三角 形翼型和矩形翼型涡发生器强化传热时由于其尖锐的棱角以及棱边引起的流动阻力较大 的问题。提供了一种新型的涡流发生器，即流线型纵向涡发生器。本发明既能降低流体流过 涡发生器所产生的流动阻力，又能具有良好的传热效果。流线型涡流发生器以较小的流动 阻力为代价，获得了更多的热量交换。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种强化传热的流线型纵向涡发生器，所述流线型纵向涡发生器表面平滑为流线型， 呈迎流方式和迎流角，其涡发生器间距、安装密度周期性的成对安装；涡发生器直接焊接在 换热器的传热面上，或冲压方式在换热面上成型；涡发生器形状，包括带副翼流线型涡发生 器、带孔流线型涡发生器、下开孔流线型涡发生器；涡发生器装设在管翅式换热器、套管式 换热器壳侧、板式换热器、反应釜夹套以及散热板或片中。

本发明的优点与效果是：

本发明具有结构简单、方便安装、强化传热效果好、阻力小、适用于各种换热介质、应用 范围广等优点，可以在化工、制冷、航空航天、能源领域的换热设备上推广使用。

附图说明

图1流线型纵向涡发生器；

图中：A、B普通流线型纵向涡发生器；C带孔的流线型纵向涡发生器；D下部开口的流线 型纵向涡发生器；E带矩形副翼的流线型纵向涡发生器；F带流线型副翼的流线型纵向涡发 生器。

图2安装流线型纵向涡发生器的管翅式换热器示意图；

图3安装流线型纵向涡发生器的带螺旋翅片的套管式换热器的内管；

图4安装流线型纵向涡发生器的板式换热器示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明表面平滑而规则、没有大的起伏和尖锐棱角的流线型纵向涡发生器通过焊 接的方式与换热面相连，或者，也可以在换热面上通过机械冲压的方式冲出流线型纵向涡 发生器。流线型纵向涡发生器以一定的迎流方式和迎流角、一定的涡发生器间距、一定的安 装密度周期性的成对安装。

本发明的原理如下

流线型纵向涡发生器安装在换热面上，增加了换热表面积，并且通过产生纵向涡改善 局部流场，增强流体的径向流动能力和湍流强度，削弱换热边界层。流线型纵向涡发生器减 少流动阻力的原因在于：流体经过光滑曲面的涡发生器时，流体与物体界面处可以很好的 贴合，能延迟边界层的分离，从而能降低形体阻力和压差阻力。另外流线型迎流还能降低流 体与涡发生器剧烈碰撞而产生的能量损失。因此本发明既能增强传热又能降低流动阻力， 适用于各类紧凑式换热器，使用领域广。

实施例一

下面结合附图说明本发明实施实例。