[实用新型]具有小螺旋角的内外螺旋翅片管

说明书

本实用新型具有小螺旋角的内外螺旋翅片管，属换热器传热强化技术领域。

现有的立式U形管高、低压加热器和重沸器，几乎都仍沿用内外表面光滑的传热管，其存在传热效率低、所需换热面积大、材料消耗大、成本高等缺点。

本实用新型的目的就是为了克服现有立式U形管高、低压加热器和重沸器中仍沿用表面光滑传热管而存在传热效率低、换热面积大、材料消耗大、成本高等缺点，研制设计一种传热效率高、换热面积小、省材节能的具有小螺旋角的内外螺旋翅片管。

本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的：具有小螺旋角的内外螺旋翅片管的结构示意图如图1所示，它由光滑毛坯管1、外螺旋翅片2、内螺旋翅片3构成，其相互连接关系是在光滑毛坯管的内外表面采用无切屑机械滚轧方法一次加工出内螺旋翅片3及外螺旋翅片2，内外翅片的螺旋角为β，0°＜β≤45°，外翅片呈三角形或梯形、相应内翅片呈梯形或三角形。其作用原理为：具有小螺旋角(大导程)的外螺旋翅片能起到纵槽管，增加传热面积并利用液体表面张力减箔蒸汽冷凝液膜、强化管外蒸汽冷凝的作用。而内螺旋翅片除增加传热面积外，还会诱发单相流体产生螺旋流和边界层分离流，因而使管内单相流体的传热得到强化。对于管内为流动沸腾的重沸器工况，除上述原理外，螺旋翅片还有起汽化核心和毛细提升作用，使液膜分布均匀、强化两相流沸腾的作用。因此本螺旋翅片管是一种两面强化管。

本实用新型与现有表面光滑传热管相比具有如下的优点和积极效果：①传热效率提高，材料消耗减少。实验表明总传热系数提高43％以上，因此，在其他条件相同情况下可节省30％以上的传热面积；②传热面积减少了，能使换热器筒体直径、管板直径随着减小，加工组装工时随之减少，因此能省材、省工时，降低成本：③若以同等的换热面积使用，则可反映为加热效果好，出口温度高或汽化量大，也可减少蒸汽用量或利用低品位蒸汽加热，具有显著的节能效果，因此有较好的经济效益和社会效益。

对说明书进一步说明知下：图1为具有小螺旋角的内外螺旋翅片管的结构示意图，图中：1为光滑毛坯管、2为外螺旋翅片、3为内螺旋翅片、β为翅片的螺旋角。

本实用新型的实施方式较为简单，可在光滑毛坯管的内外表面用无切屑的机械滚扎方法一次加工出内、外螺旋翅片，翅片的螺旋角β可在0＜β≤45°的范围内选择，内外翅片形状可呈梯形或三角形，外翅片头数为NO≈2do，内翅片头数为Ni≈do，其中：do为管子外径mm的数值。加工后的螺旋翅片管，外经不增大，两端内外均保留光滑，因此其装配工艺与光滑传热管的装配无差别。若需中间弯形U形管，中间段的内外表面也可保持光滑以便于进行弯管工艺。发明人按上述的实施方式进行实施，制造了本内外螺旋翅片管后，对其性能进行预测，预测结果表明，本螺旋翅片管的管内给热系数至少为光滑管的1.3倍，管外水蒸汽冷凝给热系数至少为光滑管的3倍，总传热系数约为光滑管的1.43倍，可节省换热面积30％。