利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法及其结构技术

本发明专利技术公开了一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法及其结构，特点是该方法基于大应变悬臂梁曲面板表面凝结的水珠在受到大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度的作用下，向大应变悬臂梁曲面板的一侧定向移动并富集，然后利用具有亲水表面的吸水导流线或者富集处所设排水管，使水珠脱离大应变悬臂梁曲面板，实现自动除雾，其采用的结构中大应变悬臂梁曲面板为向内凹陷或向外凸起，若干个大应变悬臂梁曲面板等角度环形排布形成一个环形封闭的翅片管，相邻的大应变悬臂梁曲面板之间密封连接，优点是具有换热效率高、结构简单、无需维护、无需能耗、制造方便及轻便可靠。

Automatic demister heat transfer method and its structure driven by curvature of large strain cantilever beam

The invention discloses an automatic fogging and heat transfer method and its structure using the curvature of a large strain cantilever beam, which is characterized by the method of moving the water beads condensed on the surface of a large strain cantilever beam to the side of a large strain cantilever beam plate under the action of the curvature gradient of the large strain cantilever beam plate itself and moving to one side of the large strain cantilever beam plate. In order to make water drop out of the large strain cantilever beam curved panel, the water droplets are separated from the large strain cantilever beam plate to realize automatic mist removal. The large strain cantilever beam plate in the structure is inward or outwardly convex, and several large strain cantilever beams, such as curved panels, are arranged in circular arrangement. It is a closed ring finned tube with a sealed connection between the adjacent large strain cantilever beams and curved panels. It has the advantages of high heat transfer efficiency, simple structure, no maintenance, no energy consumption, convenient manufacturing and convenient and reliable.

【技术实现步骤摘要】
利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法及其结构
本专利技术涉及换热领域，尤其是涉及一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法及其结构。
技术介绍
随着社会现代工业的高速发展，对于换热结构效率的要求也越来越高。同时国家正在推进生态文明的建设，绿色环保成为了工业发展的重要发现，这要求企业在保证生产效率的同时降低生产能耗。对于像炼油、化工、制药、动力以及原子能这样具有换热需求的企业，如何提换热效率的同时降低能耗便成为了其关注的重点。普通的换热结构有盘管式、套管式、列管式和翅片管式等结构，前三者一般都用水作为外界流体用以换热，这不可避免会产生废水，造成水资源浪费，翅片管式可以用空气或热蒸汽作为结构的外界流体用以换热，但热蒸汽用来加热时，长会在结构表面凝结一层水雾，形成保温层，阻挡热蒸汽中的热量向结构内部传递，造成换热效率低下，如用机械手段进行除雾，这就需要额外消耗能量。在这种情况下，亟需一种能够实现低能耗甚至无能耗自动除雾的高效换热结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有换热效率高、结构简单、无需维护以及无需能耗的利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法及其结构。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：1、一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法，所述方法基于大应变悬臂梁曲面板表面凝结的水珠在受到大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度的作用下，向大应变悬臂梁曲面板的一侧定向移动并富集，然后利用具有亲水表面的吸水导流线或者富集处所设排水管，使水珠脱离大应变悬臂梁曲面板，实现自动除雾。上述利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法一，具体步骤如下：（1）在翅片管换热过程中，水蒸气在向内凹陷的大应变悬臂梁曲面板上凝结成微小的水珠，在大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度驱动的作用下，水珠向大应变悬臂梁曲面板的高曲率一侧移动，并在高曲率一侧富集，使大应变悬臂梁曲面板一直保持干燥；（2）然后富集的水珠当接触到成一定角度环绕大应变悬臂梁曲面板的吸水导流线时，由于大应变悬臂梁曲面板疏水，吸水导流线表面亲水，在表面润湿梯度驱动的作用下，富集的水珠脱离大应变悬臂梁曲面板移动到吸水导流线上；（3）最后富集的水珠包裹住吸水导流线形成水膜，在运动过程中不易掉落回大应变悬臂梁曲面板，在重力的作用下向吸水导流线底部运动，并在吸水导流线底部聚集到一定程度后掉落，彻底脱离翅片管换热结构，实现自动除雾。上述利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法二，具体步骤如下：（1）在翅片管换热过程中，水蒸气在往外凸起的大应变悬臂梁曲面板上凝结成微小的水珠，在大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度驱动的作用下，水珠向大应变悬臂梁曲面板的低曲率一侧移动，并在低曲率一侧富集，使大应变悬臂梁曲面板一直保持干燥；（2）然后富集的水珠当接触到排水管时，在微孔毛细管力的作用下，富集的水珠进入排水管中形成水层，彻底脱离翅片管换热结构，实现自动除雾。2、一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热结构，其采用所述的利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法一实现自动除雾，所述的大应变悬臂梁曲面板为向内凹陷，若干个所述的大应变悬臂梁曲面板等角度环形排布形成一个环形封闭的翅片管，相邻的所述的大应变悬臂梁曲面板之间密封连接，所述的大应变悬臂梁曲面板的外侧按一定角度环绕有吸水导流线。防止结构内部的流体逸散到外界。所述的大应变悬臂梁曲面板的表面涂有疏水层，所述的吸水导流线的表面涂有亲水层。大应变悬臂梁曲面板的疏水层保证液滴不易凝结，凝结后也能比较容易脱落；吸水导流线的亲水层容易将水珠从大应变悬臂梁曲面板上吸离，并使其在移动中难以掉落，保证大应变悬臂梁曲面板表面的干燥。所述的大应变悬臂梁曲面板的两侧间距为8-10毫米，所述的翅片管的内径为16-25毫米。保证水珠能够收到足够的驱动力向大应变悬臂梁高曲率一侧移动；所述的吸水导流线的直径小于水珠的直径，保证水珠在吸水导流线上能形成包裹的水膜。3、一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热结构，其采用所述的利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法二实现自动除雾，所述的大应变悬臂梁曲面板为向外凸出，若干个所述的大应变悬臂梁曲面板等角度环形排布形成一个环形封闭的翅片管，相邻的所述的大应变悬臂梁曲面板之间密封连接，相邻的所述的大应变悬臂梁曲面板的连接处设置有排水管，所述的排水管上且靠近所述的大应变悬臂梁曲面板的位置设置有用于吸水的微孔。所述的大应变悬臂梁曲面板的表面涂有疏水层，所述的微孔周围涂有亲水层。保证通水阻气的作用。所述的大应变悬臂梁曲面板的两侧间距为8-10毫米，所述的翅片管的内径为16-25毫米，所述的排水管的直径为0.8-1.2毫米，所述的微孔的孔径为0.18-0.2毫米。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的自动除雾换热结构主要利用阿基米德大应变悬臂梁自身的曲率梯度作为除雾的驱动力，无需能耗除雾，运行成本低。2、本专利技术的自动除雾换热结构不仅结构设计紧凑简单，且具有生产成本低，无需维护的特点。3、本专利技术的自动除雾换热结构因水珠一产生就会被曲率梯度驱离大应变悬臂梁曲面板，保证其时刻干燥，换热效率很高。4、本专利技术为独特的创新设计，从某种意义上脱离了传统的换热的管状结构及装置模型，较之于现有的多数设计的换热装置，将具有更加广泛的应用空间。附图说明图1为本专利技术实施例一自动除雾换热结构主视图；图2为本专利技术实施例一自动除雾换热结构侧视图；图3为本专利技术实施例一自动除雾换热结构具体尺寸示意图；图4为本专利技术实施例二自动除雾换热结构主视图；图5为本专利技术实施例二自动除雾换热结构具体尺寸示意图；图中各序号所对应的标注名称如下：大应变悬臂梁曲面板–1，吸水导流线–2，水珠–3，排水管–4，微孔–41，水层–42。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例一一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热结构，如图1和图2所示，此结构基于大应变悬臂梁曲面板1自身具有向内凹陷的曲率梯度，在这一曲率梯度的作用下，其上凝结的水珠3会产生定向移动，即在凹侧向大应变悬臂梁曲面板1高曲率一侧移动并富集，在重力作用下，利用吸水导流线2的亲水表面使其脱离换热结构，实现自动除雾。具体的，我们将上述若干大应变悬臂梁曲面板1等角度环形排布，彼此之间密封连接，防止结构内部的流体逸散到外界，形成一个环形封闭的翅片管，在外侧成一定角度环绕上吸水导流线2。本实施例结构的自动除雾换热方法步骤具体如下：（1）在翅片管换热过程中，在大应变悬臂梁曲面板1上凝结成微小的水珠3，在大应变悬臂梁曲面板1上曲率梯度驱动的作用下，水珠3会自发向大应变悬臂梁曲面板1的高曲率一侧移动，并在移动的过程中聚并增大，并在高曲率一侧富集，使得大应变悬臂梁曲面板1一直保持干燥；（2）富集的水珠3当接触到成一定角度环绕的吸水导流线2时，由于大应变悬臂梁曲面板1疏水，吸水导流线2表面亲水，表面润湿梯度的作用会驱动富集的水珠3脱离大应变悬臂梁曲面板1移动到吸水导流线2上；（4）因亲水表面，富集的水会包裹住吸水导流线2形成水膜，在运动过程中不易掉落回大应变悬臂梁曲面板1，在重力的作用下向吸水导流线2底部运动，并在吸水导流线2底部聚集到一定程度后掉落，彻底脱离换热结构，这样结构就能实现自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法，其特征在于：所述方法基于大应变悬臂梁曲面板表面凝结的水珠在受到大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度的作用下，向大应变悬臂梁曲面板的一侧定向移动并富集，然后利用具有亲水表面的吸水导流线或者富集处所设排水管，使水珠脱离大应变悬臂梁曲面板，实现自动除雾。

【技术特征摘要】
1.一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法，其特征在于：所述方法基于大应变悬臂梁曲面板表面凝结的水珠在受到大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度的作用下，向大应变悬臂梁曲面板的一侧定向移动并富集，然后利用具有亲水表面的吸水导流线或者富集处所设排水管，使水珠脱离大应变悬臂梁曲面板，实现自动除雾。2.根据权利要求1所述的一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法，其特征在于所述方法具体步骤如下：（1）在翅片管换热过程中，水蒸气在向内凹陷的大应变悬臂梁曲面板上凝结成微小的水珠，在大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度驱动的作用下，水珠向大应变悬臂梁曲面板的高曲率一侧移动，并在高曲率一侧富集，使大应变悬臂梁曲面板一直保持干燥；（2）然后富集的水珠当接触到成一定角度环绕大应变悬臂梁曲面板的吸水导流线时，由于大应变悬臂梁曲面板疏水，吸水导流线表面亲水，在表面润湿梯度驱动的作用下，富集的水珠脱离大应变悬臂梁曲面板移动到吸水导流线上；（3）最后富集的水珠包裹住吸水导流线形成水膜，在运动过程中不易掉落回大应变悬臂梁曲面板，在重力的作用下向吸水导流线底部运动，并在吸水导流线底部聚集到一定程度后掉落，彻底脱离翅片管换热结构，实现自动除雾。3.根据权利要求1所述的一种利用大应变悬臂梁曲率驱动的自动除雾换热方法，其特征在于所述方法具体步骤如下：（1）在翅片管换热过程中，水蒸气在往外凸起的大应变悬臂梁曲面板上凝结成微小的水珠，在大应变悬臂梁曲面板自身曲率梯度驱动的作用下，水珠向大应变悬臂梁曲面板的低曲率一侧移动，并在低曲率一侧富集，使大应变悬臂梁曲面板一直保持干燥；（2）然后富集的水珠当接触到排水管时，在微孔毛细管力的作用下，富集的水珠进入排水管中形成水层，彻底脱离翅片管换热结构，实现自动除雾。4.一种利用大应变悬臂梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振亚，温小栋，周继彪，冯蕾，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33