[实用新型]一种球形凹坑传热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及热传导技术领域，特别是一种球形凹坑传热管。

背景技术

传热是一种非常普遍的自然现象，是动力、核能、电子、交通、制冷、化工、石油、航空航天等工业中的常见过程。由于地球上能源有限，能源危机日益严重，环境问题愈加严峻，提高换热设备效率，降低能源消耗成为工业生产的主旋律。目前，提高换热设备效率主要采用强化传热技术。强化传热技术可分为两类，即有源强化传热和无源强化传热，所谓有源强化指换热设备需通过外部能量输入达到强化传热的目的，比如振动强化、静电场强化、机械强化等；无源强化指无需外部输入能量，仅通过改变传热管表面结构或使用强化元件来提高换热性能，比如旋流片、纽带、绕花丝、人工粗糙管、异型管、扩展表面管等。由于无源强化技术无需消耗额外能量，且技术成熟、操作简单，因此无源强化技术在强化传热技术领域占据重要地位。

传统的光管是通过异型管提高传热技术的有：波纹管、缩放管、螺旋槽管、横纹槽管等。其强化传热的机理主要是通过破坏或减薄边界层，诱导流程发生变化使流体产生涡流，进而加冷热流体混合，从而提高传热性能。但是普通光管传热效率低、抗污垢性能差。

而凹坑传热管作为一种新型高效强化传热管，相比于普通光管，椭球凹坑传热管具有如下特点：(1)当流体流经凹坑表面时，由于边界层的分离作用，湍动能增加，流体在凹坑后形成涡流，涡流一旦形成就向管中心移动并逐渐扩大，形成旋涡，旋涡增大了边界层内流体的混合和扰动作用，使传热系数大大提高；(2)凹坑传热管由于凹坑的缩放节流作用，使凹坑传热管抗污垢性能优于普通光管；(3)凹坑传热管由于凹坑的作用，使凹坑传热管的抗热应力能较普通光管强；(4) 凹坑传热管增加了传热面积，使凹坑管传热性能提高；(5)由于凹坑管凹坑的布置形式，可减小流体压力损失，进而可选用小功率泵。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：为解决普通光管传热效率低、抗污垢性能差的问题，提供了一种球形凹坑传热管。

本实用新型采用的技术方案是这样的：一种球形凹坑传热管，包括圆形光管，其特征在于：所述圆形光管外表面具有N排球形凹坑，其中1≤N≤10，所述每排球形凹坑沿着管径轴线方向呈直线分布或螺旋分布，所述球形凹坑在圆形光管内壁形成球形凸起。

作为进一步的技术方案，所述球形凸起的边缘与圆形光管内表面衔接处呈倒圆角形。

作为进一步的技术方案，所述圆形光管的直径为20~80mm。

作为进一步的技术方案，所述球形凹坑的半径为3~15mm。

作为进一步的技术方案，所述球形凹坑的深度为3~10mm。

作为进一步的技术方案，所述每排球形凹坑沿着管径轴线方向呈直线分布时，所述球形凹坑的轴向间距为10~60mm；所述每排球形凹坑沿着管径轴线方向呈螺旋分布时，所述球形凹坑与球形凹坑的轴向螺距为10~60mm。

作为进一步的技术方案，所述圆形光管的直径为35mm，所述球形凹坑的半径为10mm，所述球形凹坑的深度为8mm，所述球形凹坑的轴向间距为40mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：（1）本方案的换热面积较现有换热圆管显著增大，可以有效提高换热效率；（2）本方案内腔壁面形状导致换热流体在管道内形成湍流，对管壁的冲刷效果明显，内壁难以结垢，避免了随着使用时间增加导致结垢降低传热效率的情况；（3）球形凹坑传热管内流体的压力损失小，可以降低小功率泵，从而减少额外能源消耗。

附图说明

图1是单排呈直线分布的球形凹坑热管示意图。

图2是多排呈直线分布的球形凹坑热管示意图。

图3是单排呈螺旋分布的球形凹坑传热管示意图。

图4是多排呈螺旋分布的球形凹坑传热管示意图。

图5是球形凹坑半径R、间距P示意图。

图6是传热管截面A-A处球形凹坑深度H示意图。

附图标记，1-圆形光管，2-球形凹坑，3-球形凸起，4-倒圆角形，11-圆形光管，22-球形凹坑。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。