专利名称：一种基于旋转横向射流的高效换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及换热设备的管式换热器，特别涉及ー种基于旋转横向射流的高效换热器。
背景技术：
エ业生产中广泛采用各类换热器进行热量交換，在众多的换热器中，管式换热器的应用最为普遍。传统的管式换热器由管壳和换热管束两部分组成，这种管式换热器依靠换热管束壁面两侧的温差实现换热，在运行 时由于管壳和换热管束之间的流体流动稳定，导致动量边界层和温度边界层厚度大，此时换热器的换热性能有限，换热系数低。现有的管式换热器采用优化设计，如优选材质、布置隔板、增设肋片等，通过实验规模的换热器模型进行热态试验和数值模拟相结合来改善换热器的换热性能，提高换热器的换热系数，最后再进行エ业应用。但是，现有的管式换热器在现场中存在着以下缺点エ业规模的管式换热器换热系数不高，使得换热器体积庞大，消耗钢材严重，造价昂贵，在长期运行后积灰积垢严重，从而大幅度降低换热器的换热系数，因此目前的管式换热器在大幅度提高换热性能上缺乏简单可靠的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供ー种基于旋转横向射流的高效换热器，有效地解决管式换热器换热系数不高，体积庞大导致的占地空间大等问题。本发明是通过以下技术方案实现的ー种基于旋转横向射流的高效换热包括管式换热器，管式换热器上设有旋转横向射流调节装置，所述的旋转横向射流调节装置包括横向射流喷ロ、旋流发生器、调节阀、截止阀，所述的旋流发生器设置在横向射流喷口内，所述的横向射流喷ロ外依次设置调节阀、截止阀。作为改进，所述的旋转横向射流调节装置设有具有形状因子为O. 5 O. 8的椭圆喷ロ，所述的椭圆喷ロ后端与耐压软管一端相连接，耐压软管另一端连接换热气源。作为优选，所述的旋流发生器产生旋流强度为O. 3 O. 8的旋转气流。作为优选，所述的旋转横向射流调节装置向管式换热器内喷入总换热风量的
4% 10% ο作为优选，所述的旋转横向射流调节装置安装在管式换热器的侧壁上，其安装高度为管式换热器换热主体高度的三分之ニ所在的位置。本发明增设了旋转横向射流调节装置，采用湍流拟序结构的控制方法，施加旋转横向射流后，管式换热器内管壳与换热管束之间的流体流动得到控制，从而解决了常规管式换热器换热效率不高的问题，比常规的管式换热器大幅度提高了换热效率，降低了积灰厚度，换热器结构简单、运行可靠、维护低廉，具有显著的效果。
图I是本发明实施例I的结构示意 图2是本发明的旋转横向调节装置的结构示意 图3是未启动旋转横向调节装置前管式换热器的对流换热系数；
图4是启动旋转横向调节装置后管式换热器的对流换热系数。图中I是管式换热器，2是旋转横向调节装置，3是横向射流喷ロ，4是旋流发生器，5是调节阀，6是截止阀。
具体实施例方式下面对照附图结合实施例对本发明作进ー步的说明。实施例1，如附图I、图2所示，ー种基于旋转横向射流的高效换热器包括管式换热器I、旋转横向射流调节装置2，旋转横向射流调节装置2安装在管式换热器I的侧壁上，其安装高度为管式换热器I换热主体的高度的三分之ニ所在的位置，旋转横向射流调节装置2包括横向射流喷ロ 3、旋流发生器4、调节阀5、截止阀6，横向射流喷ロ 3内设有旋流发生器4，横向射流喷ロ 3外依次设有调节阀5、截止阀6。旋转横向射流调节装置2具有形状因子为O. 7的椭圆喷ロ，椭圆喷ロ后端与耐压软管一端相连接，耐压软管另一端接换热气源。旋流发生器4产生旋流强度为O. 3的旋转气流，旋转横向射流调节装置2向管式换热器I内喷入总换热风量的8%，也就是说管式换热器I进ロ风量为总换热风量的92%。实施例I的控制实例如下在雷诺数7fe=563 2282，旋流强度乂=0· 8的工作条件下，本发明涉及的ー种基于旋转横向射流的高效换热器在没有启动旋转横向射流调节装置前，其实测管式换热器的对流换热系数如图3所示，计算得到平均对流换热系数为24. 2 W/m2-K;启动旋转横向射流调节装置，采用8%的换热风量进行换热调节，其对流换热系数如图4所示，计算得有平均对流换热系数为57. 4 W/m2-K，对流换热系数提高了 137. 2%。实施例2，ー种基于旋转横向射流的高效换热器包括管式换热器I、旋转横向射流调节装置2，旋转横向射流调节装置2安装在管式换热器I的侧壁上，其安装高度为管式换热器I换热主体的高度的三分之ニ所在的位置，旋转横向射流调节装置2包括横向射流喷ロ 3、旋流发生器4、调节阀5、截止阀6，横向射流喷ロ 3内设有旋流发生器4，横向射流喷ロ3外依次设有调节阀5、截止阀6。旋转横向射流调节装置2具有形状因子为O. 5的椭圆喷ロ，椭圆喷ロ后端与耐压软管一端相连接，耐压软管另一端接换热气源。旋流发生器4产生旋流强度为O. 8的旋转气流，旋转横向射流调节装置2向管式换热器I内喷入总换热风量的4%，也就是说管式换热器I进ロ风量为总换热风量的96%。实施例3，ー种基于旋转横向射流的高效换热器结构与实施例I相同。所不同的是旋流发生器4产生旋流强度为O. 5的旋转气流，旋转横向射流调节装置2向管式换热器I内喷入总换热风量的10%,也就是说管式换热器I进ロ风量为总换热风量的90%。以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种基于旋转横向射流的高效换热器，包括管式换热器(I)，其特征在于管式换热器(I)上设有旋转横向射流调节装置(2)，所述的旋转横向射流调节装置(2)包括横向射流喷ロ(3)、旋流发生器(4)、调节阀(5)、截止阀￠)，所述的旋流发生器(4)设置在横向射流喷ロ(3)内，所述的横向射流喷ロ(3)外依次设置调节阀(5)、截止阀(6)。
2.根据权利要求I所述的ー种基于旋转横向射流的高效换热器，其特征在于所述的旋转横向射流调节装置(2)设有具有形状因子为O. 5 O. 8的椭圆喷ロ，所述的椭圆喷ロ后端与耐压软管一端相连接，耐压软管另一端连接换热气源。
3.根据权利要求I所述的ー种基于旋转横向射流的高效换热器，其特征在于所述的旋流发生器(4)产生旋流强度为O. 3 O. 8的旋转气流。
4.根据权利要求I所述的ー种基于旋转横向射流的高效换热器，其特征在于所述的旋转横向射流调节装置(2)向管式换热器(I)内喷入总换热风量的4% 10%。
5.根据权利要求I或2或3或4所述的ー种基于旋转横向射流的高效换热器，其特征在于所述的旋转横向射流调节装置(2)安装在管式换热器(I)的侧壁上，其安装高度为管式换热器(I)换热主体高度的三分之ニ所在的位置。
全文摘要
本发明公开了一种基于旋转横向射流的高效换热器。包括管式换热器，管式换热器上设有旋转横向射流调节装置，所述的旋转横向射流调节装置包括横向射流喷口、旋流发生器、调节阀、截止阀，所述的旋流发生器设置在横向射流喷口内，所述的横向射流喷口外依次设置调节阀、截止阀。本发明设计了旋转横向射流调节装置，采用湍流拟序结构控制方法，解决了常规管式换热器换热效率不高的问题，比常规的管式换热器大幅度提高了换热效率，降低了积灰厚度，换热器结构简单、运行可靠、维护低廉。
文档编号F28D7/00GK102840772SQ201210369060
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者郑友取, 李国能, 胡桂林, 张治国 申请人:浙江科技学院