双侧强化麻面波纹冷凝管的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及中央空调系统的冷凝换热器用冷凝管，尤其涉及双侧强化麻面波纹冷凝管，属于强化换热技术领域。

背景技术：
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根据传热学原理，影响冷凝换热性能的一个至关重要的因素是换热表面的疏水性能，静态接触角是反映表面疏水性能的重要指标。接触角小于90度，则为亲水表面；接触角大于90度，为疏水表面；接触角大于150度，则成为超疏水表面。接触角越大，疏水性能越优越，冷凝效果越好。在疏水表面上，由于部分气体会滞留在疏水表面的粗糙结构中形成气囊，在接触面上与冷凝液共同形成液—汽—固复合界面，减小了冷凝液与固体壁面的接触面积，使液体在表面上流动速度加快，并迅速脱离换热管表面，大大减小液膜厚度，可以提高表面冷凝换热系数，因此，努力改善换热表面疏水性是提高冷凝换热效率的重要途径。工程上，可以通过表面喷涂特殊材料以降低表面能而获得超疏水表面，或者在表面构建合适的粗糙结构以实现换热表面的超疏水性能。根据wenzel理论的描述，粗糙表面对于表面的疏水性能影响很大，粗糙表面的接触角绝对大于光滑表面，即疏水性优于光滑表面，wenzel公式如下：

式中，r---粗糙因子，即表面的实际面积与投影面积的比值，实际上，r永远大于1；---粗糙表面的接触角；---光滑表面的接触角；

目前，工业用粗糙表面制取可以采用在换热表面喷涂的方式获取，中国专利cn101782344a，提出将金属粉末与粘结剂的混合浆喷涂到换热表面，然后在800--1000℃温度下烧结而形成多孔介质的粗糙表面。这种方式的缺点是尽管金属粉末的直径可控，但是多孔介质薄层内的孔隙的大小与形状无法控制，所以这种表面包含了多种尺度的粗糙结构，使之性能大受影响。另外还可以通过机械加工的方式制造出规则排列微小凸起的粗糙表面，中国专利cn209069081u中提出在管体的外壁上设置有多组微型螺旋槽，螺旋槽分为两组，两组螺旋槽道相互交错，所述两组螺旋槽夹角为30°～90°，四个相邻螺旋槽将表面分割成多个菱形状小块，而且通过对槽道的挤压，使得菱形状小块凸起并形成棱台状，密集排列的棱台形成麻面。这种方式的好处是对换热表面的麻面结构可精准控制，进而影响接触角的大小。但是，专利显示的换热管的内表面是光滑表面，无法进行内表面的强化换热，即做不到双侧强化传热，影响换热管性能的进一步提升。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种双侧强化麻面波纹冷凝管。

本实用新型提供的技术方案如下：双侧强化麻面波纹冷凝管，其包括换热管，换热管由两端的光滑段和麻面波纹段连为一体构成，其特征在于：麻面波纹段的外表面密集设有微型凸起，微型凸起顶面几何形状呈正方形或长方形；四个相邻的微型凸起呈正方形或者长方形排列；麻面波纹段的外表面设有螺旋形槽道，螺旋形槽道连续并且贯彻整个换热管的麻面波纹段，相邻槽道之间表面向外凸起，形成曲面，且曲面边缘与槽道相连接。

进一步地，所述的微型凸起的高度0.05～0.4mm，宽0.1～0.3mm，长度0.1～0.6mm;排列密度80～400个/cm²。

进一步地，所述的微型凸起的高度0.3mm，宽0.15mm，长度0.6mm，排列密度150个/cm²。

进一步地，所述的螺旋形槽道截面为半圆形螺旋槽道，深度0.3～0.8mm，上开口宽度0.6～2mm；槽道间距4～20mm，与轴线夹角40～85度；相邻槽道之间表面向外凸起形成曲面的曲率半径r为换热管直径的0.6～1.5倍。

进一步地，所述的螺旋形槽道深度0.5mm，上开口宽度1.5mm；槽道间距9mm，与轴线夹角82度。

进一步地，所述的螺旋形槽道相对应的麻面波纹段内表面上形成螺旋状肋条的高度0.3～0.8mm。

进一步地，所述的螺旋形槽道相对应的麻面波纹段内表面上形成螺旋状肋条的高度0.5mm。

进一步地，换热管底壁厚0.4～1.5mm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型由于外表面上微型凸起物密集布置，与光滑管相比大大增加了换热面积，提高了换热效率。更重要的是，根据wenzel理论，数量众多的微型凸起组成粗糙表面可以增大固体与液体之间的接触角，使之达到疏水表面甚至超疏水的程度，进而提高冷凝换热效果。与喷涂等方法制造的无规则粗糙面相比较，本实用新型采用机械加工制造出微型凸起，且将微型凸起布置成整齐正方形或长方形，形成规则的粗糙表面。其优点在于：可以人为调控和控制微小凸起的几何尺寸，进而达到性能最优化的效果。根据界面物理学理论分析和相应实验结果表明：即使表面的粗糙度相同，不同粗糙单元的表面形貌下的接触角与液滴流动状态也会产生差异。经过多次试验证明：与其他形貌的粗糙表面相比较，本实用新型采用的正方/长方形凸起形貌下的规则粗糙表面可以获得较好的换热系数。另外，本实用新型表面还设有螺旋形槽道，其作用是多方面的：换热管的外表面在相邻槽道的挤压作用下，外表面向外隆起，形成曲面，凝结液体沿曲面容易向两侧槽道排液，尽快减薄表面液膜厚度，提高冷凝换热系数。另外一方面，换热管的传热系数是由管外换热系数与管内换热系数综合作用决定的，本实用新型加工外表面的螺旋形槽道时，不仅可以加速排液，相对应的，还能够造成内表面的螺旋状凸出，形成螺旋肋条，当肋条的高度大于管内流动边界层的粘性底层的厚度时，可以提高管内换热系数。管内外换热系数的同时强化，保证了总传热系数的提高。本实用新型可以大幅提高换热管的冷凝换热系数，可达到光滑管的2倍左右。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的局部放大图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：

如图1、图2所示，双侧强化麻面波纹冷凝管,使用不锈钢管19*0.6进行加工（也可以使用铜、钛以及碳钢等材料进行加工），其包括换热管1，换热管1由两端的光滑段2和麻面波纹段3连为一体构成，麻面波纹段3的外表面密集设有微型凸起4，微型凸起4顶面几何形状呈正方形或长方形，微型凸起4的高度0.05～0.4mm（优选0.3mm），宽0.1～0.3mm（优选0.15mm），长度0.1～0.6mm（优选0.6mm）；排列密度80～400个/cm²（优选150个/cm²）。多个微型凸起4规则排成行（平行轴线）与列（垂直轴线），即四个相邻的微型凸起4呈正方形或者长方形排列。麻面波纹段3的外表面设有螺旋形槽道5，螺旋形槽道5连续并且贯彻整个换热管的麻面波纹段3，螺旋形槽道5的截面为半圆形螺旋槽道，深度0.3～0.8mm（优选0.5mm），上开口宽度0.6～2mm（优选1.5mm）；槽道间距4～20mm（优选9mm），与轴线夹角40～85度（优选82度）。相邻螺旋形槽道5之间表面向外凸起，形成曲面，曲率半径r为换热管1直径的0.6～1.5倍，其曲率半径r优选为18mm；且曲面边缘与螺旋形槽道5相连接。换热管底壁厚0.4～1.5mm，由于换热管的壁厚较薄，对应于麻面波纹段3外表面的螺旋形槽道5，麻面波纹段3的内表面则一定出现相应的螺旋形凸起，构成螺旋状肋条，肋条凸出其高度0.3～0.8mm（优选0.5mm）。使用本专利加工的双侧强化麻面波纹冷凝管，在r134a制冷剂下的冷凝换热试验，其综合传热系数达到光管的2倍。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分都属于现有技术。上述针对较佳实施例的描述较细致，但不能因此认为是对本实用新型专利保护范围的限制。