本发明专利技术公开一种弦月风扇内构件换热器装置及热交换系统，包括：管箱，管箱的底端设置有冷流体入口，顶部设有冷流体出口；管箱内部靠近冷流体入口处安装有下支撑板，靠近冷流体出口处安装有上支撑板；下支撑板和上支撑板上均设有若干排气孔；若干固定轴安装于下支撑板和上支撑板之间；固定轴上通过轴承安装有若干弦月风扇内构件；弦月风扇内构件通过轴承能够相对于固定轴旋转；弦月风扇内构件包括多个周向均匀布置的叶片，每个叶片设置成弦月形。本发明专利技术弦月风扇内构件靠近管箱内壁但不接触内壁，不会额外增加热边界层面积，自旋扰流内构件在气流的驱动下，无需外动力，能够自动旋转，增加流体的扰动，有效减小热边界层厚度，提高换热效率。
A kind of heat exchanger device and heat exchange system for the inner components of moon fan
【技术实现步骤摘要】
一种弦月风扇内构件换热器装置及热交换系统
本专利技术属于余热传递过程强化
，特别涉及一种弦月风扇内构件换热器装置及热交换系统。
技术介绍
中国属于典型的多煤、贫油、少气的国家，目前煤炭是我国最重要的一次能源。在煤炭的转化利用过程中，中低温干馏技术被成为煤炭分质分级利用的“龙头”。煤炭中低温干馏得到固态的兰炭，液态的煤焦油以及气态的煤气，热煤气中含有大量的余热，热值可达33.5-37.7MJ/m3，现阶段该煤气一部分直接排放，一部分回收利用。若要回收利用采用液氨降温，浪费水电液氨等，造成严重的能源浪费。为进一步提高煤气余热回收利用，优化和促进煤炭中低温干馏工艺的绿色、高效、可持续化。可对换热器进一步改进，有效提高换热器的传热性能。传统的传热强化技术有主动型和被动型传热强化技术，主动型传热强化技术如机械旋转等方法强化传热，该方法需要通过外加动力设备，从而增加了动力费用；被动技术主要包括管内插入添加物强化传热，通过在管壁或管内设置内构件增加流体的扰动，减薄热边界层厚度，从而强化传热过程。对于静态扰流内构件，如麻花铁和扁铁内构件换热器传热性能分别是是空管换热器的1.62-1.8倍和1.2-1.3倍，但阻力却增加了三倍多。扭带内构件换热器传热性能是空管的1.6倍，但阻力增加了9倍，并且扭带对换热管内壁的磨损较为严重。上述采用静止扰流内构件，虽传热强化效果较好，但换热器的压降增加太大，不适合尾气余热回收过程。
技术实现思路
本专利技术的的目的在于提供一种弦月风扇内构件换热器装置及热交换系统，以解决上述技术问题。本专利技术中，弦月内构件在尾气流速作用下实现自动旋转，该技术化被动为主动，在不增加热边界层面积的基础上，有效减薄热边界层的厚度，增强传热性能，且换热器的压降增加较小，既可达到主动强化传热的效果，又可节省动力费用，解决了现有技术中存在的换热器传热效果不佳，换热器压降较大的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种弦月风扇内构件换热器装置，包括：管箱，管箱的底端设置有冷流体入口，顶部设有冷流体出口；管箱内部靠近冷流体入口处安装有下支撑板，靠近冷流体出口处安装有上支撑板；下支撑板和上支撑板上均设有若干排气孔；若干固定轴安装于下支撑板和上支撑板之间；固定轴上通过轴承安装有若干弦月风扇内构件；弦月风扇内构件通过轴承能够相对于固定轴旋转；弦月风扇内构件包括多个周向均匀布置的叶片，每个叶片设置成弦月形。进一步的，弦月风扇内构件的叶片的倾斜角为12°-21°。进一步的，轴承通过轴承夹套轴向固定在固定轴上。进一步的，弦月风扇内构件安装于靠近管箱内壁处。进一步的，下支撑板和上支撑板之间固定安装有5—12根固定轴。进一步的，每个弦月风扇内构件包括三个或五个叶片。进一步的，每个弦月风扇内构件包括五个叶片，叶片的角度为15°。进一步的，下支撑板和上支撑板之间固定安装有5—7根固定轴。进一步的，每根固定轴上设置有15个弦月风扇内构件。一种弦月风扇内构件热交换系统，包括：冷流体输入系统，热流体输出系统和弦月风扇内构件换热器装置；冷流体输入系统包括输气管；热流体输出系统包括蒸汽泵和壳体；蒸汽泵连接壳体；管箱设置在壳体内部，热流体位于壳体和管箱之间的间隙；换热器装置的冷流体入口和冷流体出口伸出壳体外侧，并与壳体密封；蒸汽泵用于将高温尾气输入壳体和管箱之间的间隙，提供热量；风机通过输气管连接冷流体入口；输气管上设有转子流量计；输气管上靠近冷流体入口处设有入口测温仪；风机工作时，能够将冷流体送入管箱中，弦月风扇内构件在冷流体的驱动下能够自动旋转，增加冷流体的扰动，有效降低冷流体的热阻，提高传热效果。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术换热器装置在管箱内固定弦月风扇内构件上下支撑板，弦月风扇内构件设置于轴承上，弦月风扇内构件靠近管箱内壁但不接触内壁，不会额外增加热边界层面积，自旋扰流内构件在气流的驱动下，无需外动力，能够自动旋转，增加流体的扰动，提高气体对管箱内壁的“冲刷”作用，有效减小热边界层厚度，提高换热效率，并且弦月风扇内构件可以自动旋转，使换热器的压降增加幅度较小。进一步地，本专利技术的弦月风扇内构件形状为弦月形，弦月风扇形内构件在空气中的流体阻力较小，旋转更为平稳，更有益于尾气余热回收利用。进一步地，本专利技术的弦月风扇内构件固定轴上下端分别设置有弦月风扇内构件上下支撑板，上下支撑板连接于管箱内侧。固定轴上设置有轴承夹套，所述轴承夹套固定轴承最终限位弦月风扇内构件，使得弦月风扇内构件在固定轴上的排布更为稳固。进一步地，本专利技术的弦月风扇内构件外缘靠近管箱内壁但不接触内壁，在不增加热边界面积的情况下，有效的减薄热边界层的厚度，强化传热过程。进一步地，本专利技术的弦月风扇内构件固定轴在管箱内设置5—12根，该设置使得弦月风扇内构件固定轴分布更为均匀。进一步地，本专利技术还提供了一种弦月风扇内构件换热器装置的热交换系统，包括冷流体输入系统，热流体输出系统和热交换装置。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1(a)为本专利技术三叶片弦月风扇内构件结构示意图；图1(b)为本专利技术五叶片弦月风扇内构件结构示意图；图1(c)为叶片的廓形图；图2为本专利技术管箱结构示意图；图3为本专利技术弦月风扇内构件下支撑板的结构示意图；图4为本专利技术热交换系统的结构示意图；图5为三叶片和五叶片弦月风扇内构件不同倾斜角的最大涡量对比图；图6(a)为弦月风扇内构件换热器与静止风扇内构件换热器Nu对比图；图6(b)为弦月风扇内构件换热器与静止风扇内构件换热器压降对比图。图中：1为管箱；2下支撑板；3固定轴；4上支撑板；5冷流体出口；6轴承夹套；7轴承；8弦月风扇内构件；9冷流体入口；10风机；11转子流量计；12输气管；13入口测温仪；14壳体；15出口测温仪；16蒸汽泵；17静气阀。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。请参阅图1(a)至图3所示，本专利技术提供一种弦月风扇内构件换热器装置，包括：管箱1、弦月风扇内构件8、固定轴3、下支撑板2和上支撑板4。管箱1的底端设置有冷流体入口9，顶部设有冷流体出口5和冷流体出口测温仪15；管箱1内部靠近冷流体入口9处安装有下支撑板2，靠近冷流体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，包括：/n管箱(1)，管箱(1)的底端设置有冷流体入口(9)，顶部设有冷流体出口(5)；/n管箱(1)内部靠近冷流体入口(9)处安装有下支撑板(2)，靠近冷流体出口(5)处安装有上支撑板(4)；下支撑板(2)和上支撑板(4)上均设有若干排气孔；/n若干固定轴(3)安装于下支撑板(2)和上支撑板(4)之间；固定轴(3)上通过轴承(7)安装有若干弦月风扇内构件(8)；弦月风扇内构件(8)通过轴承(7)能够相对于固定轴(3)旋转；/n弦月风扇内构件(8)包括多个周向均匀布置的叶片，每个叶片设置成弦月形。/n
【技术特征摘要】
1.一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，包括：
管箱(1)，管箱(1)的底端设置有冷流体入口(9)，顶部设有冷流体出口(5)；
管箱(1)内部靠近冷流体入口(9)处安装有下支撑板(2)，靠近冷流体出口(5)处安装有上支撑板(4)；下支撑板(2)和上支撑板(4)上均设有若干排气孔；
若干固定轴(3)安装于下支撑板(2)和上支撑板(4)之间；固定轴(3)上通过轴承(7)安装有若干弦月风扇内构件(8)；弦月风扇内构件(8)通过轴承(7)能够相对于固定轴(3)旋转；
弦月风扇内构件(8)包括多个周向均匀布置的叶片，每个叶片设置成弦月形。
2.根据权利要求1所述的一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，弦月风扇内构件(8)的叶片的倾斜角为12°-21°。
3.根据权利要求1所述的一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，轴承(7)通过轴承夹套(6)轴向固定在固定轴(3)上。
4.根据权利要求1所述的一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，弦月风扇内构件(8)安装于靠近管箱(1)内壁处。
5.根据权利要求1所述的一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，下支撑板(2)和上支撑板(4)之间固定安装有5—12根固定轴(3)。
6.根据权利要求1所述的一种弦月风扇内构件换热器装置，其特征在于，每个弦月风扇内构件(8)包括三个或五个叶片。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：任国瑜，任国瑞，任佳乐，马卫东，曹增强，任刘鹏，杨杰，吴小艳，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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