[实用新型]一种降低流动阻力的空气冷却器用换热管

说明书

本实用新型公开一种降低流动阻力的空气冷却器用换热管，包括基管及基管上凸起的翅片；相邻翅片间构成沟槽状的用于换热的槽道；槽道中的两个侧壁为光滑的翅片表面；在相邻翅片之间的换热表面上包括多个凹坑以形成粗糙的换热表面；凹坑沿槽道延伸方向布置；凹坑包括多个单元面相互拼接而成的多棱底面。雷诺数较低的情况下，基管表面的粗糙表面可以促使流体边界层转捩，尽快从层流边界层发展成湍流边界层，有利于提高蒸发冷却器的换热系数；雷诺数较大情况下，湍流边界层内的流体小微团充分与主流进行质量与动量交换，因而边界层内的流体获得足够动量克服逆压力梯度，使得边界层分离位置沿壁面向下游延伸，造成尾流负压区宽度减小，前后压力差减小，减小阻力。

技术领域

本实用新型涉及空气冷却器的换热管结构领域，具体涉及一种适用于冷却/冷凝换热器，特别是一种降低流动阻力的空气冷却器用换热管。

背景技术

空气冷却/冷凝器具有省水，与环境友好，经济性好等多项优点。长期以来获得各行各业的重视，尤其是现在，随着环保意识的提高，水的循环使用越来越普遍，因此，利用空冷器通过空气冷却循环水的技术得到长足进步。

机械式空气冷却器顶部设置有风机，在风机的抽吸下，周围的空气能够通过空冷器底部的百叶窗进入空气冷却器，并掠过换热管束，再从顶部排出。于是，换热管内的热流体将热量传递给空气，最后从顶部排出，管内的热流体达到冷却/冷凝的效果。

由于换热管外侧空气的换热系数较低，为了达到强化换热的目的，有些空冷器采用翅片换热管。翅片换热管可以增加管外换热面积，提高换热效果。但是也会增加流动阻力，增加了能耗，空冷却器顶部的风机为轴流式风机，可以满足大风量的要求，但是所能提供的压头有限，因而限制了换热管的管排数，进而影响换热面积。另外，风阻的增大，因此大大提高了风机的能耗。

为了降低流动阻力，许多空冷器采用椭圆换热管。如中国专利CN208620885中公开了空冷器所使用的椭圆换热管的几何尺寸以及制造方法。根据流体力学理论，流动阻力有两种：摩擦阻力与压差阻力。流线型外形的椭圆管在高雷诺数下可以推迟边界层的分离、脱体，缩小涡旋尾迹的宽度，而减小了椭圆管前后的压差阻力。在低雷诺数下，虽然流线型外形的椭圆管不易出现边界层脱离而导致压差阻力现象，但是椭圆换热管有时会出现阻力大于圆管的现象，其原因是低雷诺数下的流动阻力主要来自固体表面的摩擦阻力，而流线型外形的椭圆管的湿周面积大于圆管，所以椭圆管的阻力要大于圆管。此外。椭圆管表面的边界层为层流边界层，换热效率较低。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种降低流动阻力的空气冷却器用换热管，解决了翅片换热管表面的压差阻力问题，从而进一步地解决了平滑表面换热效率较低的问题。

本实用新型的技术方案是：一种整体式翅片的空气冷却器用换热管，在范围宽广的雷诺数范围内，其既可以减小流动阻力，同时还可提高换热系数的换热管。

当翅片换热管上翅片之间的换热表面采用凹坑形式的粗糙表面时，不仅翅片换热管迎面和背面的压差阻力得到降低，而且翅片换热管换热表面的换热效果也得以提高。

具体的，空气冷却器用换热管包括基管，基管的回转表面即为换热表面。在换热表面上形成凸起的翅片，在本领域中翅片的布置方式有多种：沿管长方向凸起的、沿回转方向凸起的、沿回转方向螺旋布置的等等。只要基于翅片间粗糙表面而达到的减少压差阻力及提高换热效果，都应当视为本实用新型所记载的保护范围。

基管上凸起的翅片的高度大于1.0mm，该尺寸时的换热效果比较理想。一般，翅片包括：作为换热管回转轮廓的外表面，外表面上包括螺旋向的槽以形成换热管螺旋状的回转轮廓面。

在相邻翅片间构成沟槽状的用于换热的槽道，槽道的两个侧壁为光滑的翅片表面。