[实用新型]一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器

说明书

本实用新型涉及换热器技术领域，公开了一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，包括换热管，纵向波纹翅片，在翅片上冲孔出来的翼型涡产生器。纵向波纹翅片在换热管的管排间增加三角形状的波纹区域，翼型涡产生器布置在换热管后的平直翅片区域。本实用新型所采用的纵向波纹与涡产生器组合翅片能够在有来流的情况下产生纵向涡，并且与翅片的波纹区域产生干涉，减弱纵向涡消失的速度，同时增加换热面积，进一步增强翅片侧的整体换热性能。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体为一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器。

背景技术

管翅换热器，在动力、化工、制冷等行业具有广泛的应用。实践证明，管翅式换热器翅片侧的热阻一般占总热阻的90％以上，因此在没有大幅提升流动阻力的同时，提升其换热效率是研究者们关注的重点。受制于经济性和翅片效率，管翅换热器的翅片面积不能无限制地增加，因此利用涡产生器产生的二次流来增强翅片表面换热特性成为研究的主流方向之一。

现有的涡产生器强化换热方式，可以在流体中产生纵向涡，加剧了其周围流体的扰动强度，从而减弱或破坏了传热边界层，促进传热壁面与主流流体间的热量传递，促进冷热流体间的混合，有效增强对流换热性能。涡产生器产生的纵向涡随着主流运动逐渐减弱消失，为进一步提升管翅式换热器的换热性能，本实用新型采用纵向波纹与翼型涡产生器共同工作的形式，能够尽可能减缓涡产生器产生的纵向涡的消失，同时增加翅片换热面积，提升翅片整体换热效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种纵向波纹与涡产生器组合的管翅式换热器，包括换热管和套在管上的纵向波纹翅片，其特征在于：所述纵向波纹翅片与换热管配合，每个换热管的后方设置有一对翼型涡产生器，所述翼型涡产生器为三角小翼型，所述翼型涡产生器锋面方向朝向来流方向。所述纵向波纹翅片在换热管管排中心处冲压翻折出纵向三角形波纹。

优选的，所述翼型涡产生器关于管孔中心线对称；所述翼型涡产生器由纵向波纹翅片冲压翻折而成，并在纵向波纹翅片上留下相应的冲孔，此设计制作出的翼型涡产生器，制作过程简单，易于加工。

优选的，所述三角形波纹关于两管排中心线对称，所述三角形波纹由所述纵向波纹翅片冲压形成等腰三角形，所述三角形波纹的翻折方向包括向上和向下。所述三角形波纹排列整齐，制作简单，易于加工，增加翅片整体换热面积，结构紧凑，减缓纵向涡的消失，增强翅片的整体换热效率。

优选的，所述翼型涡产生器的长直角边与短直角边边长之比为2.0-1.0，翼型涡产生器的短直角边为翅片间距的2/3。

优选的，所述翼型涡产生器底边顶点位于以管孔中心为同心圆的圆弧上，且距离圆心的距离为1.25-1.5倍管外半径，翼型涡产生器与来流方向的夹角为115°—150°。

优选的，所述三角形波纹底边a为管间距S1的1/3-1/5，高b为翅片间距h1的2/3，与翼型涡产生器高度相同，三角形波纹延伸方向与来流方向相同。

优选的，所述换热管的形状包括但不限于圆形、椭圆形，所述换热管排列方式顺序排列所述纵向波纹翅片间的工作流体包括但不限于气体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型换热效率高，在翅片上设置的涡产生器能够对来流进行引导和分离，并形成纵向涡，纵向涡增强流体扰动，降低了流动阻力损失，同时三角形波纹能够有效增加换热面积，减缓纵向涡消失，提高了翅片整体的换热效率，在相同的热负荷下减小了泵功率，提高了能源经济性。