[发明专利]一种强化传热传质管插件及传热传质管道

说明书

本发明提供一种强化传热传质管插件及传热传质管道，所述插件为一管状体，所述管状体的管壁由多个交替设置的近壁导流部和中心导流部构成，所述近壁导流部为一沿着管状体轴向设置的外凸结构，所述中心导流部为一沿着管状体轴向设置的内凹结构；所述近壁导流部和中心导流部上均匀设置有扰流孔，所述扰流孔上均设置有伸入或者伸出所述管状体的管壁的扰流板。本发明通过在所述近壁导流部和中心导流部均设置扰流孔以及扰流板，近壁导流部将所述传热传质管近壁处的流体导向中心处，中心导流部将将所述传热传质管中心的流体导向近壁处，发生径向扰流，打破传热传质管内的层流状态，提高传热传质系数。

技术领域

本发明涉及传热传质技术领域，具体涉及一种强化传热传质管插件及传热传质管道。

背景技术

传热传质设备在石油、化工、能源、动力、冶金等行业中是一种重要传热传质设备。传热传质管作为传热传质器的主要传热传质元件，其传热传质、传质效率直接影响传热传质效果。

管内强化传热传质技术一般有以下两种：一种是基于传热传质管表面的强化传热传质技术，如螺纹槽管、波纹管等异型管，它们主要是通过管壁面的不同结构扰动流体，破坏管壁附近流体边界层，实现强化传热传质的目的。另一种是基于管内流体的强化传热传质技术，如螺旋纽带、螺旋线圈、螺旋片等管内插入物，它们通过在管内对流体进行扰动或者混合，使流体区域温度更加均匀，减薄热边界层，实现强化传热传质的目的。前者异型管加工难度大，同时相对于圆管强度降低，适用范围窄；后者拆卸困难，虽然增加了湍流效果，管内仍容易出现流动死区。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种强化传热传质管插件及传热传质管道，能够打破传热传质管内的层流状态，增强流体扰动，提高传热传质效率。

本发明提供一种强化传热传质管插件，所述插件为一管状体，所述管状体的管壁由多个交替设置的近壁导流部和中心导流部构成，所述近壁导流部为一沿着管状体轴向设置的外凸结构，所述中心导流部为一沿着管状体轴向设置的内凹结构；所述近壁导流部和中心导流部上均匀设置有扰流孔，所述扰流孔一端均设置扰流板。

优选地，所述近壁导流部和中心导流部一体成型，且所述扰流板与所述管状体一体设置。

优选地，所述近壁导流部为外凸的圆弧状，多个外凸的圆弧状近壁导流部之间通过中心导流部连接在一起，所述中心导流部呈内凹的弧状。

优选地，多个所述近壁导流部的外凸的管壁紧贴传热传质管内壁，多个所述近壁导流部构成的外切圆的直径小于传热传质管内壁直径。

优选地，所述近壁导流部和所述中心导流部上的扰流板向所述管状体的内部或者外部延伸。

优选地，所述近壁导流部与所述中心导流部上的扰流板的倾斜方向相同或者相反，且可以顺向流体方向，也可以逆向流体方向。

优选地，所述近壁导流部与所述中心导流部中，有一处的扰流板相对设置，或者二者上设置的扰流板均相对设置。

优选地，所述近壁导流部、中心导流部以及所述扰流板上压制有外凸或者内凹的导流纹路，加强对流体的扰动。

优选地，所述近壁导流部和所述中心导流部各设置三组，所述插件的横截面呈三叶草形状。

本发明的第二方面提供一种传热传质管，在所述传热传质管内安装有上述强化传热传质管插件。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明通过在所述近壁导流部和中心导流部均设置扰流孔以及扰流板，近壁导流部将所述传热传质管近壁处的流体导向中心处，中心导流部将将所述传热传质管中心的流体导向近壁处，发生径向扰流，打破传热传质管内的层流状态，提高传热传质系数。

2、整个管状体一体成型，结构简单，易于制造，没有活动部件，不会发生单个部件脱落的现象，从而对管状体整体造成损坏。