[实用新型]带金属覆盖层的表面多孔螺纹管

说明书

带金属复盖层的表面多孔螺纹管是属于传热学工程领域中一种强化传热的元件。

在已有的强化传热技术中，无相变的单相流体流动的传热热阻主要在层流底层，应着重设法减薄其厚度及增强紊流度，才能起到强化作用；有相变的沸腾传热过程，强化的主要方法为增加换热面上的汽化核心及增加汽泡生成和脱离频率，普通螺纹管和带金属复盖层的表面多孔管是常用的两种强化传热元件。

螺纹管使管内流体发生旋转运动，是单相流体管内强制对流换热的有效强化传热方法之一。由于流体旋转，易使汽泡脱离壁面，因而也可使核态沸腾换热系数和湿蒸汽换热系数提高，但不能提高过冷沸腾换热系数。

带金属复盖层的表面多孔管，对于单相流体管内强制对流换热效应不大，但因其表面具有大量尺寸较大的稳定汽化核心，可使工质在很小过热度的工况下产生大量汽泡，大大强化了整个核态沸腾换热过程，提高了管内强制对流沸腾换热系数。

管内强制对流沸腾工况下，在临界热流密度前传热区，一般地除单相对流传热外，还存在过冷核态沸腾传热和饱和核态沸腾传热。其流型主要为泡状流、弹状流和环状流，可将强制对流沸腾传热过程近似地看作由单相流体对流传热和沸腾传热两者构成。在泡状流区和弹状流区，这两种传热过程同时起作用，但一般来说沸腾传热起主要作用。因此，在此区域内，螺旋管的强化作用相对地小，而表面多孔管更有效。在环状流区内，沸腾抑止，进入两相强制对流传热模式，液膜薄，液膜的流动视工况不同可以是层流或紊流，在该流型区内，表面多孔管的强化作用相对地减弱，而螺纹管的强化传热作用显著。在临界热流密度后传热区域，螺纹管对强化湿蒸汽传热更有效。

本实用新型发明的目的是为了克服螺纹管对过冷沸腾传热和核态沸腾传热效果不显著的弱点，充分发挥其在单相流体强制对流传热，环状流区传热和临界热流密度后传热效果较为显著的特点；克服表面多孔管对单相流体强制对流传热，环状流区传热、临界热流密度后传热区强化效果不显著的缺点，充分运用其在过冷沸腾传热和饱和核态沸腾传热有效强化作用的优点。

本实用新型的内容是在带金属复盖层的表面多孔管的复盖层表面加工螺纹线。

图1是内表面带金属复盖层的表面多孔螺纹管结构示意图。

图2是外表面带金属复盖层的表面多孔螺纹管结构示意图。

图中1是金属复盖层；2是带金属复盖层的表面多孔管；3是螺纹线。

本实用新型的具体实施是从市场定购尺寸适度的带金属复盖层的表面多孔管2，在金属复盖层1上加工螺纹线3，螺纹线3为单头——三头螺纹，螺纹高h与其内径d之比h／d＝0.03～0.04，螺距H与内径d之比H／d＝0.35～0.60。沸腾流体在管内流动时，采用内表面带金属复盖层的表面多孔螺纹管；沸腾流体在管外流动时，采用外表面带金属复盖层的表面多孔螺纹管。管子具体尺寸视使用工况确定。

本实用新型结构新颖，加工方便，它将目前强化传热方法中最有效的两种措施：螺纹管及表面多孔管有机的结合在一起，充分应用该两种管子强化传热的优点，克服了单一方法带来的弱点，能够应用于从单相流动传热，流动沸腾传热以及临界热流后传热区的传热强化，增强了总体强化效果。

工质的流动和传热广泛运用于动力、核能、制冷、化工、航天等工业部门，存在着大量换热设备及其各种各样的传热问题，利用该强化传热元件，可使换热设备设计紧凑，提高换热能力、节约能源、减少投资，有较高经济效益。