[发明专利]一种强化管—阻尼管

说明书

本发明属于一种间壁式传热元件。特别适用于传热、传质互相耦合条件下热、质交换过程的强化。

在中央空调、制冷、化工、石油、轻工、食品等生产装置中，经常迂到传热、传质互相耦合的过程。在这类过程中，传质是目的，而传热则是保证传质进行的必要手段。像吸收式制冷机组中吸收、发生、蒸发和冷凝过程，化工生产中SO₂、Hcl吸收过程，轻烃的分离过程，无机盐生产中的蒸发浓缩过程等等。

这里，我们以溴化锂吸收式制冷机组中最具代表性的吸收器和蒸发器中使用的强化管为代表，来说明本发明的基本构思，强化原理，具体结构和实施后的效益。

吸收器和发生器的性能对整个机组的性能影响最大。其传热、传质过程远较冷凝器和蒸发器复杂。在实际应用中通常只当作普通的换热器对待，而忽略了其中传热、传质相互耦合的固有特征，因而与实际情况偏差较大。

为强化传热，高效传热管早已成为研究的热点。强化管外传热的办法有低肋管、纵槽管、螺旋槽管、F管、花瓣形管、E管、T管、S+C管和高温烧结多孔管等。强化管内传热的办法有管内具来福线和管内加内插物等。同时强化管内和管外传热的办法有麻花管、波纹管和椭园形管等，这些强化管对强化传热都是有效的，得到一定规模的应用。但是，将这种强化管应用在传热、传质互相耦合的吸收器，发生器中，效果并不尽理想。因为它并没有能落实强化传质过程的有效措施。众所周知，传质是在管外汽、液两相间进行的。强化传质的有效措施是：在保证足够的热量交换前提下，增加汽、液两相间接触介面的面积和接触时间；使介面不断更新；保证在很小的喷淋密度下，使液体在管壁上有最大的复盖率；增强液相内部的扩散和对流；减少分子的逸出功和增加凝结核的生成等。此外，上述各种强化管都需要特殊加工工艺，耗费工时多，加工成本高，因而应用受到限制。

本发明的任务在于寻求一种能落实以上有效措施的方法。其目的在于提供一种能同时强化互相耦合的传热传质管——阻尼管。它是由基管附加阻尼层而成。其特征在于在基管外紧密地包复一层多孔筛网，筛网上具有三维突棱，筛网与管壁间构成网状毛细流道，滴在阻尼层上的液体很快向四周扩展铺开，迅速复盖整个阻尼层并形成一层液膜，及至阻尼层被全部复盖饱和后，才能再滴往下一层阻尼管排上，从而保证了在很小的喷淋密度下，液体在管外壁上的复盖率达到1。由于液体受阻尼，增加了汽、液接触时间，而筛网则扩大了汽、液介面面积。由于液膜极薄，在很小的喷淋密度下，介面更新很快，也增强了液相内部的扩散与对流。三维突棱则有利于汽化和冷凝。

阻尼层能有效地强化管外热质交换，管内是否需要强化，应视具体情况而定。当管内外两流体温差较大，管内流体流量较大，即管内给热条件较好的情况下，(例如蒸汽型发生器)，管内可不必强化。相反的，当管内给热条件较差，(例如吸收器内温度与冷却水温度相差不大)，应设法强化，这时可采用内设来福线或加内插物等办法来达到。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

图1为一种阻尼管结耕示意图。1为基管，为便于在管板上涨接和保护阻尼层，基管的两端可以扩粗。基管1的中部紧密地包复一层多孔筛网2，筛网的纵缝留有突起的焊点3，其作用有二：其一是固定阻尼层，其二是形成往下层管排上布液的降液点，以保证向下布液均匀。

也可以采用其它办法使阻尼层紧密包复和固定在基管上。图2是采用螺旋状金属丝4的办法使阻尼层包紧和固定的又一种办法。为使布液均匀，不使流向下层管排的液体发生偏流，上层螺旋状金属丝4如是左旋，则下层应为右旋。当然亦可采用咬口的办法使阻尼层包紧和固定在基管上。

上述包紧和固定的办法适用于水平降膜的场合。

图3为将多孔筛网直接呈螺旋状缠绕在基管上的包紧和固定的办法。适用于垂直降膜的场合。

这种阻尼管具有很大的传热、传质系数。可以在很小的喷淋密度下操作，无液体飞溅现象，能有效地防止冷剂水被污染。可采用单泵制。既可用于水平降膜亦可用于垂直降膜。此外还具有制造容易，适宜规模生产，加工成本低廉等优点。特别适用于传热、传质互相耦合的场合，像吸收式制冷中的吸收器，发生器、蒸发器和冷凝器中作为强化管的场合。