一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管制造技术

本实用新型专利技术提供了一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，该新型变截面相间螺旋扭曲换热管是由进口段、进口变截面段、顺时针螺旋扭曲段、第一椭圆形直管段、第二椭圆形直管段、逆时针螺旋扭曲段、第三椭圆形直管段、第一变截面段、圆形直管段、第二变截面段、出口变截面段和出口段组成；本实用新型专利技术涉及一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，工作介质在管内流动换热时具有湍流程度高、换热系数高、不易结垢的优点,有较好的发展前景和广泛的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，属于强化换热

技术介绍
换热器在国民经济的各行各业有着广泛的应用，是能源、石油、化工、冶金、动力、轻工业、食品乃至航空航天行业中最常见的设备之一，它是开发二次能源，实现热回收节约能源耗散的重要设备；目前，管壳式换热器由于其流量大、压降损失小以及操作压力高而被广泛应用；工程应用中的管壳式换热器的换热管都使用光管，工作流体在光管内的湍流效果差，造成换热效果不明显，换热效率不高的缺点；管壳式换热器一般运行周期较长，流体内杂质等污垢沉积，容易堵塞，影响设备的效率，尤其是大型的管壳式换热器的换热管道结垢，会形成堵塞，这不但影响换热效果，而且影响整个工艺流程的运行。
技术实现思路
针对以上所述问题，本技术提供了一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，其优点在于，工作介质在管内流动换热时，湍流程度高、换热系数高、不易结垢。一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管是由进口段[1]、进口变截面段[2]、顺时针螺旋扭曲段[3]、第一椭圆形直管段[12]、第二椭圆形直管段[11]、逆时针螺旋扭曲段[4]、第三椭圆形直管段[10]、第一变截面段[5]、圆形直管段[6]、第二变截面段[7]、出口变截面段[8]和出口段[9]组成。本技术涉及一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的顺时针螺旋扭曲段[3]、第一椭圆形直管段[12]、逆时针螺旋扭曲段[4]、第二椭圆形直管段[11]、第三椭圆形直管段[10]、第一变截面段[5]、圆形直管段[6]和第二变截面段[7]周期性交替连接。本技术涉及一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的顺时针螺旋扭曲段[3]和逆时针螺旋扭曲段[4]的几何参数是由扭曲长度和扭曲角确定。本技术涉及一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的基圆由椭圆和圆交替变换，椭圆形基圆的几何参数根据椭圆的长轴[21]和椭圆的短轴[22]确定，椭圆形基圆对应于第一椭圆形直管段[12]、第二椭圆形直管段[11]和第三椭圆形直管段[10]；圆形基圆的几何参数根据圆形的半径[31]确定，圆形基圆对应于圆形直管段[6]。本技术涉及一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的进口变截面段[2]、出口变截面段[8]、第一变截面段[5]和第二变截面段[7]具有光滑过渡的作用；该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的进口变截面段[2]、出口变截面段[8]、第一变截面段[5]和第二变截面段[7]具有相似的结构，变截面段的几何参数根据变截面段的长度[41]和过度角[42]确定。附图说明图1为新型变截面相间螺旋扭曲换热管的结构示意图；图2为新型变截面相间螺旋扭曲换热管的椭圆形基圆结构示意图；图3为新型变截面相间螺旋扭曲换热管的圆形基圆结构示意图；图4为新型变截面相间螺旋扭曲换热管的变截面段结构示意图；图中：1-进口段，2-进口变截面段，3-顺时针螺旋扭曲段，4-逆时针螺旋扭曲段，5-第一变截面段，6-圆形直管段，7-第二变截面段，8-出口变截面段，9-出口段，10-第三椭圆形直管段，11-第二椭圆形直管段，12-第一椭圆形直管段，21-椭圆的长轴，22-椭圆的短轴，31-圆形的半径，41-变截面段的长度，42-过度角。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。本技术的实施方式如下：流体由进口段[1]和进口变截面段[2]进入该新型变截面相间螺旋扭曲换热管中，流体经过该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的第一椭圆形直管段[12]、顺时针螺旋扭曲段[3]、第二椭圆形直管段[11]、逆时针螺旋扭曲段[4]、第三椭圆形直管段[10]、第一变截面段[5]、圆形直管段[6]、第二变截面段[7]的周期性变化产生了周期性交替变化的螺旋流动和周期性加、减速交替流动的叠加流动；最终，流体由出口变截面段[8]和出口段[9]流出该新型变截面相间螺旋扭曲换热管。 一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管具有两种强化换热技术；第一种强化换热技术为：周期性交替变换速度；流体随着第一椭圆形直管段[12]、第二椭圆形直管段[11]、第三椭圆形直管段[10]、第一变截面段[5]、圆形直管段[6]和第二变截面段[7]的形状从圆到椭圆再到圆的周期性交替变化，产生了周期性加速和减速交替的流动变化，周期性改变管道内部流体的速度，增加了流动的湍流效应。第二种强化换热技术为：周期性交替变换螺旋流动；流体随着顺时针螺旋扭曲段[3]和逆时针螺旋扭曲段[4]的周期性交替变化，产生了交替变化的螺旋流动，这种流动促使在管壁附近形成了相切于流动方向的二次流，这种二次流现象更增加了流体的湍流效应。一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管中，两种强化换热技术实现了叠加，这对流体壁面边界层和污垢层产生很强的破坏作用，使换热系数提高而且不易结垢；该新型变截面相间螺旋扭曲换热管与普通管壳式换热器的换热管具有很强的通用性，有较好的发展前景和广泛的实际应用价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，其特征在于：该新型变截面相间螺旋扭曲换热管是由进口段、进口变截面段、第一椭圆形直管段、顺时针螺旋扭曲段、第二椭圆形直管段、逆时针螺旋扭曲段、第三椭圆形直管段、第一变截面段、圆形直管段、第二变截面段、出口变截面段和出口段组成。

【技术特征摘要】
1.一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，其特征在于：该新型变截面相间螺旋扭曲换热管是由进口段、进口变截面段、第一椭圆形直管段、顺时针螺旋扭曲段、第二椭圆形直管段、逆时针螺旋扭曲段、第三椭圆形直管段、第一变截面段、圆形直管段、第二变截面段、出口变截面段和出口段组成。2.根据权利要求1所述的一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管，其特征在于：该新型变截面相间螺旋扭曲换热管的第一椭圆形直管段、顺时针螺旋扭曲段、第二椭圆形直管段、逆时针螺旋扭曲段、第三椭圆形直管段、第一变截面段、圆形直管段和第二变截面段周期性交替连接。3.根据权利要求1所述的一种新型变截面相间螺旋扭曲换热管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王定标，韩勇，张灿灿，向飒，马璐，许阳阳，廉鼎元，张欢，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41