专利名称：交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热交换装置，具体地是交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器。
背景技术：
现有蒸发式冷凝器结构如图1所示。主要由鼓风机1、挡水板2、喷嘴3、传热盘管6、集水槽5构成，其工作过程如下循环水泵4将集水槽5的冷却水压送到传热盘管6的上方，经喷嘴3喷淋在传热盘管6外侧，水流回集水槽5；鼓风机1使室外空气自下而上地经传热盘管6，经显热和潜热交换使传热盘管6内的制冷蒸气冷凝；挡水板2把空气中夹带的水滴分离下来。可见，在蒸发式冷凝器中，流体通过冷却盘管来交换热量。
现有的蒸发式冷凝器传热盘管的管种类有光管和翅片管，管形有普通圆管和椭圆管。在盘管管束体积一定时，相对于光管，翅片管增加了传热面积，但所增面积有限，同时形成二次流，增大了流体的湍动程度，有利于传热，但翅片是附属于光管的装置，需要额外的装配，维护，检查或者是清洗；为改进普通圆管，美国专利说明书US-4,755,331发明了一种蒸发式冷凝器用椭圆管，椭圆管增加了传热面积，从而增大了热容量，改善了传热效果，但椭圆管无法形成二次流，对增加流体湍动程度增加有限；尤其突出的问题是，上述盘管都是单面润湿管，喷淋水均无法淋湿盘管的全部表面，对换热面积应用并不充分。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对现有技术存在的缺点，提供一种高效率的交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，使喷淋水能最大面积的润湿盘管表面，从而使有效换热面积增大，并且喷淋水流过盘管表面时，通过形成二次流和离心力的作用使流体层变薄，同时扰动增大流体湍动程度，流体层变薄和湍动程度增大都可增大换热系数，另外压力降维持得很低以致不需要或很小地增加额外的输入功。
为达到上述目的，本实用新型采用的传热盘管是双半径椭圆形管，管子扭成螺旋状，呈交变曲面波纹螺线形。
本实用新型的传热盘管的螺旋状扭曲斜度是指扭曲线切线与管长度方向的角度，在5°-75°范围较佳；其最佳角度是30°。
本实用新型将高效填料混合波纹板的原理和薄层流动方式，应用于不连续交变曲面波纹盘管以传质强化传热。
上述单根交变曲面波纹盘管制作成后，排列成管束时，在它们的圆角处不需扭曲，并可通过焊接连接，按普通圆管排列和安装成管束即可在蒸发式冷凝器中应用。
本实用新型交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器的优点是(1)它能提供盘管管束体积一定时最大的传热表面积，结果该盘管管束提高了传热容量；(2)它能使喷淋水最大限度的润湿盘管表面，提供盘管管束总面积一定时最大的有效传热面积；(3)管表面流体层变薄，这将增大传热系数；(4)流体流过管子表面时将会形成漩涡，产生了循环和混合，增大了流体湍动程度，这将增大传热系数，从而改善传热效果；(5)在管内，通过减小边界层厚度和增强混合程度，传热系数得以增大，从而改善传热效果；(6)涡流不需要通过附属于管的装置产生，这点与别的技术不同，正因为如此，它们不需要额外的装配，维护，检查或者是清洗。
图1是现有蒸发式冷凝器结构图。
图2是图1中传热盘管采用本实用新型的交变曲面波纹盘管的结构示意图；图3是图2的交变曲面波纹盘管在图1中A-A截面图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型采用的传热盘管是双半径椭圆形管，管子扭成螺旋状，呈交变曲面波纹螺线形。
图3中本实用新型采用的交变曲面波纹盘管排列成管束，在它们的圆角处不需扭曲，通过焊接连接，管束排列的水平间距L为管椭圆截面长轴的1.4--2.1倍，垂直间距S为管椭圆截面长轴的1.1-1.8倍。
图1中的蒸发式冷凝器采用本实用新型的交变曲面波纹盘管时，其工作过程和原理如下在管外，首先当喷淋水喷洒在图3所示交变曲面波纹管束表面上时，交变曲面波纹管表面的特殊结构将结喷淋水起流动的导向作用，同时由于受重力及交变曲面波纹管向心力的作用，喷淋水将能最大限度的润湿管的表面，从而最大限度的增加有效传热面积；其次流体受到由涡流离心力产生的二次循环和不同流层速度的影响，管表面流体层会变薄，同时流过管子表面时将会形成漩涡，产生了循环和混合，增大了流体湍动程度，这些都可以增大传热系数，为表明交变曲面波纹管对传热系数的影响是有利的，螺旋管道可是看作是多组连续的短区，在这些区之间所建立的稳定的速度分布被流体连续不断的变化打断，这些扰动过程使流体取得较好的横向混合，并且大量的扰动也可流体在较低的雷诺数下保持湍流；在管内，管中心流体比管壁流体有更大的速度并受到更大的离心力，这将导致二次流在管中心向外而在管壁向内，通过减小边界层厚度和增强混合程度，传热系数得以增大，交变曲面波纹管能改善传热效果，另外由于局部速度区和流体分布的合理化，热传导更加均衡。
权利要求1.一种交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，主要由鼓风机、挡水板、喷嘴、传热盘管、集水槽构成，其特征在于所述的传热盘管是双半径椭圆形管，管子扭成螺旋状，呈交变曲面波纹螺线形。
2.根据权利要求1所述的交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，其特征在于所述传热盘管的螺旋状扭曲斜度是5°-75°。
3.根据权利要求2所述的交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，其特征在于传热盘管的螺旋状扭曲斜度是30°。
4.根据权利要求1或2所述的交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，其特征在于所述的传热盘管排列成管束，通过焊接连接，管束排列的水平间距L为管椭圆截面长轴的1.4-2.1倍，垂直间距S为管椭圆截面长轴的1.1-1.8倍。
5.根据权利要求1或2所述的交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，其特征在于所述的传热盘管排列成管束，通过焊接连接，管束排列的水平间距L为管椭圆截面长轴的1.4-2.1倍，垂直间距S为管椭圆截面长轴的1.1-1.8倍，传热盘管的螺旋状扭曲斜度是30°。
专利摘要一种交变曲面波纹盘管蒸发式冷凝器，主要由鼓风机、挡水板、喷嘴、传热盘管、集水槽构成，所述的传热盘管是双半径椭圆形管，管子扭成螺旋状，呈交变曲面波纹螺线形；本实用新型使喷淋水能最大面积的润湿盘管表面，从而使有效换热面积增大，并且喷淋水流过盘管表面时，通过形成二次流和离心力的作用使流体层变薄，同时扰动增大流体湍动程度，流体层变薄和湍动程度增大都可增大换热系数。
文档编号F28F1/08GK2557912SQ0222788
公开日2003年6月25日 申请日期2002年5月30日 优先权日2002年5月30日
发明者朱冬生, 蒋翔 申请人:华南理工大学