一种换热管及换热器

文档序号:631203 发布日期:2021-05-11 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 一种换热管及换热器 (Heat exchange tube and heat exchanger ) 是由 韩军 孙文浩 陈悦 程娅楠 于 2021-02-19 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种换热管及换热器,属于化工传热技术领域。换热器包括换热管,该换热管包括换热管本体,换热管本体的内壁面上设置有多孔层结构,换热管本体的外壁面上环向设置有多个凹槽结构,换热管本体的管内为待气化液体,换热管本体的管外为待液化气体;或换热管本体的内壁面上环向设置有凹槽结构,换热管本体的外壁面上设置有多孔层结构,换热管本体的管内为待液化气体,换热管本体的管外为待气化液体;凹槽结构沿换热管本体的轴线方向延伸。该换热管的传热效率高,提高了换热器的换热效率;节省能耗,从而降低了成本。(The invention discloses a heat exchange tube and a heat exchanger, and belongs to the technical field of chemical heat transfer. The heat exchanger comprises a heat exchange tube, the heat exchange tube comprises a heat exchange tube body, a porous layer structure is arranged on the inner wall surface of the heat exchange tube body, a plurality of groove structures are annularly arranged on the outer wall surface of the heat exchange tube body, liquid to be gasified is arranged in the heat exchange tube body, and liquid to be gasified is arranged outside the heat exchange tube body; or a groove structure is arranged on the inner wall surface of the heat exchange tube body in the circumferential direction, a porous layer structure is arranged on the outer wall surface of the heat exchange tube body, liquid to be gasified is arranged in the tube of the heat exchange tube body, and liquid to be gasified is arranged outside the tube of the heat exchange tube body; the groove structure extends along the axial direction of the heat exchange tube body. The heat exchange tube has high heat transfer efficiency, and improves the heat exchange efficiency of the heat exchanger; the energy consumption is saved, thereby reducing the cost.)

一种换热管及换热器

技术领域

本发明涉及化工传热技术领域,尤其涉及一种换热管及换热器。

背景技术

管壳式换热器,又称列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,这种换热器结构较简单,操作可靠,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的换热器。

换热管作为管壳式换热器的最主要部件,其性能直接决定了换热器的换热效率。传统的换热管的传热效率低,为满足换热器的换热需求,不仅需要采用大型的换热器,而且还需要高品质的热源,成本高,能源消耗大。

因此,亟需一种传热效率高且节省能耗的换热管及换热器,以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种换热管和换热器,该换热管的传热效率高,提高了换热器的换热效率;节省能耗,从而降低了成本。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种换热管,包括换热管本体,所述换热管本体的内壁面上设置有多孔层结构,所述换热管本体的外壁面上环向设置有多个凹槽结构,所述换热管本体的管内为待气化液体,所述换热管本体的管外为待液化气体;

或所述换热管本体的内壁面上环向设置有所述凹槽结构,所述换热管本体的外壁面上设置有所述多孔层结构,所述换热管本体的管内为待液化气体,所述换热管本体的管外为待气化液体;

所述凹槽结构沿所述换热管本体的轴线方向延伸。

作为一种换热管的优选技术方案,所述凹槽结构为平直凹槽。

作为一种换热管的优选技术方案,多个所述平直凹槽环向均匀分布于所述换热管本体的内壁面或外壁面上。

作为一种换热管的优选技术方案,所述平直凹槽为V型槽或U型槽。

作为一种换热管的优选技术方案,所述凹槽结构为螺旋形凹槽。

作为一种换热管的优选技术方案,所述螺旋形凹槽为V型槽或U型槽。

作为一种换热管的优选技术方案,所述换热管本体和所述多孔层结构之间设置有镍基过渡层。

作为一种换热管的优选技术方案,所述多孔层结构的孔隙率大于25%,所述多孔层结构的厚度为0.2mm~0.5mm,所述多孔层结构的孔穴直径30μm~200μm。

作为一种换热管的优选技术方案,所述凹槽结构与所述换热管本体一体成型。

为达上述目的,本发明还提供了一种换热器,包括如上所述的换热管。

本发明提供了一种换热管及换热器,该换热器包括换热管,换热管包括换热管本体,换热管本体的内壁面和外壁面中的一个设置多孔层结构,另一个环向设置多个凹槽结构,凹槽结构沿换热管本体的轴线方向延伸,多孔层结构中包含大量的汽化核心,相同温差条件下能够使待气化液体更容易沸腾,气泡上升引起的扰动也更加剧烈,因此,可采用较低品质的热源,节省能源,降低了成本;凹槽结构能够引导待液化气体的冷凝液快速脱离换热管本体的壁面,减薄液膜厚度,降低传热热阻,提高冷凝侧的传热系数;通过采用多孔层结构和凹槽结构同时对沸腾侧和冷凝侧强化传热,大大提高了换热管的传热效率,进而提高了换热器的换热效率,从而有效降低设备尺寸,减少设备的一次性投资。

附图说明

图1是本发明

具体实施方式

提供的一种换热管的横向的剖视图;

图2是本发明具体实施方式提供的图1中A处的放大图;

图3是本发明具体实施方式提供的另一种换热管的横向的剖面图;

图4是本发明具体实施方式提供的另一种换热管的纵向的剖视图。

附图标记:

1、换热管本体;11、凹槽结构。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。

如图1~图4所示,本实施例提供了一种换热管,该换热管包括换热管本体1,换热管本体1的内壁面上设置有多孔层结构,换热管本体1的外壁面上环向设置有多个凹槽结构11,换热管本体1的管内为待气化液体即沸腾侧,换热管本体1的管外为待液化气体即冷凝侧;或换热管本体1的内壁面上环向设置有凹槽结构11,换热管本体1的外壁面上设置有多孔层结构,换热管本体1的管内为待液化气体即冷凝侧,换热管本体1的管外为待气化液体即沸腾侧;凹槽结构11沿换热管本体1的轴线方向延伸。

多孔层结构中包含大量的汽化核心,相同温差条件下能够使待气化液体更容易沸腾,气泡上升引起的扰动也更加剧烈,设置有多孔层结构的换热管沸腾所需的温差仅为普通光管的1/7~1/4,因此,可采用较低品质的热源,节省能源,降低了成本;凹槽结构11能够引导待液化气体的冷凝液快速脱离换热管本体1的壁面,减薄液膜厚度,降低传热热阻,提高冷凝侧的传热系数;通过采用多孔层结构和凹槽结构11同时对沸腾侧和冷凝侧强化传热,冷凝侧的传热系数能够提高1.3~2.5倍,沸腾侧的传热系数能够提高3~8倍,大大提高了换热管的传热效率,进而提高了换热器的换热效率,从而有效降低设备尺寸,减少设备的一次性投资;并且凹槽结构11和多孔层结构均能在一定程度上增加换热管的传热面积,有利于减小设备尺寸。

需要说明的是,一般在立式换热器中,换热管的管内为沸腾侧,换热管的管外为冷凝侧,因此,在立式换热器中,换热管本体1的内壁面上设置有多孔层结构,换热管本体1的外壁面上设置有多个凹槽结构11;一般在卧式换热器中,换热管的管内为冷凝侧,换热管的管外为沸腾侧,因此,在卧式换热器中,换热管本体1的内壁面上设置有多个凹槽结构11,换热管本体1的外壁面上设置有多孔层结构。

优选地,如图1和图2所示,凹槽结构11为平直凹槽。进一步优选地,多个平直凹槽环向均匀分布于换热管本体1的内壁面或外壁面上。更进一步地,平直凹槽为V型槽或U型槽。在另一实施例中,如图3和图4所示,凹槽结构11为螺旋形凹槽。优选地,螺旋形凹槽为V型槽或U型槽。

凹槽结构11的参数主要包括凹槽结构11的数量、凹槽结构11处换热管本体1的最小壁厚a、凹槽深度b、凹槽顶角c、螺旋角度d等。示例性地,如图1和图2所示,当凹槽结构11为平直凹槽,平直凹槽沿换热管本体1的环向设置36个,凹槽结构处换热管本体1的最小壁厚为1.5mm,凹槽深度为1.5mm,凹槽顶角为67°,加工表面不得有结疤、折叠、裂纹等缺陷,去除加工表面的毛刺,凹槽结构11的底部与顶部均倒圆;如图3和图4所示,当凹槽结构11为螺旋形凹槽,螺旋形凹槽沿换热管本体1的环向设置有20个,凹槽结构处换热管本体1的最小壁厚为1.1mm,凹槽深度为0.4mm,凹槽顶角为11°,螺旋角度为30°,加工表面不得有结疤、折叠、裂纹等缺陷,凹槽结构11的底部与顶部均倒圆。需要说明的是,在换热管实际使用的过程中,可根据不同介质的物性特点对凹槽结构11的参数进行调整。

一般地,在立式换热器中,冷凝液由于重力的作用下是自上而下流动的,因此,立式换热器中的换热管一般采用平直凹槽,从而使得冷凝液快速脱离换热管本体壁面的同时,能够将冷凝液导出立式换热器外;在卧式换热器,由于需要将冷凝液聚集于换热管的底部,再从换热管导出,换热管处于水平的状态,为使得冷凝液能够聚集于换热管的底部,卧式换热器的换热管一般采用螺旋形凹槽,螺旋形的凹槽既有水平方向的分量,又有竖直方向的分量,使得冷凝液在快速脱落后,能够顺着螺旋形凹槽聚集于换热管的底部,并能够导出换热管外。

在本实施例中,多孔层结构的材料可以为铝合金粉末、铁粉末或铜镍合金粉末等,材质需与换热管本体1的材质相匹配。

优选地,换热管本体1和多孔层结构之间设置有镍基过渡层,以保证多孔层结构的强度,能有效延长换热管的使用寿命。

优选地,多孔层结构的孔隙率大于25%,多孔层结构的厚度为0.2mm~0.5mm,多孔层结构的孔穴直径30μm~200μm,以保证强化效果。

优选地,凹槽结构11与换热管本体1一体成型。利用特殊模具,采用冷拔的加工方式,得到基管为管内或管外带凹槽结构11的无缝钢管,实现凹槽结构11与换热管本体1一体成型,避免了二次加工产生的应力,简化了加工流程、提高了换热管的机械性能。

本实施例还提供了一种换热器,该换热器包括上述的换热管,通过采用传热效率高的换热管,从而能够提高换热器的换热效率。

以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

8页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种油冷器斜开窗翅片结构

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类