专利名称：集成导流板的管式换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在设备本体上集成了导流板的管式换热器。它较一般的管式换热器具有更强的流场适应能力，能够通过自身的调节最大程度地消除由于流场不均匀而带来的实际运行与设计条件的偏差。
背景技术：
目前公知的该种管式换热器由许多传热管件组成。这些传热管件的型式一致，可以是光管，也可以是各种类型的翅片管、热管等。它们按照一定的横向间距和纵向间距均匀排列组合，和壳体一起构成了一个完整的管式换热器。在设计换热器时，都是假设入口的气流是均匀分布的，管件的排列方式和换热器的传热能力也是建立在这个假设的基础上。但是该设计存在的问题是实际情况往往与这个假设存在着很大偏差。由于换热器前后各种局部阻力件(如拐弯、收缩段和扩散段等)的存在，气流在横截面上分布很不均匀，这势必严重地影响换热器的热交换，就会出现换热效果不好的现象。
发明内容
技术问题为了克服现有方法存在的问题，本发明提供了一种集成导流板的管式换热器。该换热器自身具有气流调节功能，可以对进入换热器的气流进行精细的“梳理”，使得进入换热器的气流分布相对均匀，具有很强的流场适应能力。
技术方案本技术发明解决其技术问题所采用的技术方案是整体考虑换热器和它前后处的各种局部阻力件(如拐弯、收缩段和扩散段等)的流体特性，在换热器本体上集成导流板，使得换热器自身具有对气流进行调整的能力。通过换热器自身的整流作用使得进入换热器的气流均匀，以最大程度上消除实际运行与设计条件的偏差，使得换热器能够实现当初的设计能力。具体操作为在换热器的入口处布置几排兼起导流和传热作用的纵向鳍片管，而在其他位置仍然按照传热的需要布置其他类型的传热管件。纵向鳍片管的鳍片共有2片，通过焊接等手段沿管件的轴向对称分布在管件外面，并贯穿整个管件长度。该鳍片管的特点是鳍片高度比较高，除了增加传热面积外，更主要是起到导流的作用。在每个位置上，鳍片管的鳍片角度不是完全一致的，而是根据整个流场的特性，按照流场均匀化合理安排的。
有益效果本发明的有益效果是在换热器上集成了导流板，使得换热器自身具有对气流进行调整的能力，可以对进入换热器的气流进行精细的梳理，使得进入换热器的气流相对均匀，具有很强的流场适应能力，杜绝由于气流偏流而出现换热效果不好的现象。
图1为常规的管式换热器的结构示意图，图2为本发明集成导流板的管式换热器的结构示意图。
以上的图中有壳体1、传热管件2、导流鳍片管3。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是常规的管式换热器的结构示意图。常规的管式换热器是由壳体1加上许多型式相同的传热管件2组成。壳体1作为气流的通道，传热管件2的作用仅仅是作为对流传热元件。当该换热器布置在图1所示的一个90度拐弯的后面时，由于设备对气流没有引导能力，所以气流在经过这个急拐弯后严重偏流，在换热器的上半部分有大量漩涡死区存在，绝大部分气流从设备下部通过。这样，就导致设备上部的传热管件2几乎不参加换热，参与传热的只有下半部的传热管件2。如此，换热器上下两个部分的出力大小不同，严重时甚至上半部分完全不能工作，换热器整体上就达不到当初的设计效果。
图2的实施例表示的是相同条件下的“集成导流板的管式换热器”。“集成导流板的管式换热器”是由壳体1、布置在气流入口的导流鳍片管3和其他位置上的传热管件2组成。相比常规的管式换热器，在该换热器的入口处布置了若干排纵向导流鳍片管3，替换掉了该位置上的传热管件2。导流鳍片管3的作用不止是作为对流传热元件，更主要的是起导流作用。它的鳍片高度比较高，鳍片沿管件的轴向对称分布在管件外面，并贯穿整个管件长度。沿换热器的高度方向上，导流鳍片管3的鳍片角度也不是上下一致的，而是根据整个流场的特性，采用计算机流场模拟方法，按照气流均匀化合理安排的。
具体方法为首先用fluent等流体模拟软件，得出换热器入口沿截面的流体速度，拟合得到速度随截面高度的变化公式——u＝f(x)。当该换热器布置在图2所示的一个90度拐弯的后面时在设备的最下方，布置鳍片管3的鳍片与水平方向的夹角为45°，造成该局部的阻力较大；越往上，该夹角越小，阻力也随之变小；在最上面，该角度为0°，阻力最小。该角度随截面高度的变化公式为——α＝g(x)。沿整个截面，该角度的变化趋势和速度变化曲线相同，即f’(x)＝g’(x)。在工程应用中，可以简化过程，采用近似处理，即把速度、角度看成沿截面成线性变化。也就是说，该角度沿截面从0到45度均匀变化。
该项设计把导流板集成在了换热器本体上，而且起导流板作用的鳍片管3数目很多，对气流的均化效果显著。这样，整个设备的传热元件都参与了换热，换热器就能够达到当初的设计效果。
权利要求
1.一种集成导流板的管式换热器，其特征是该管式换热器由壳体(1)、传热管件(2)、导流鳍片管(3)所组成，在该管式换热器的气流入口处布置若干排起到导流兼对流传热的作用的纵向导流鳍片管(3)，在纵向导流鳍片管(3)后的位置布置若干排起对流传热作用的传热管件(2)。
2.根据权利要求1所述的集成导流板的管式换热器，其特征是布置在气流入口位置上的各排导流鳍片管(3)鳍片角度是各不相同的，即导流鳍片管(3)的鳍片与壳体(1)上下平面的夹角各不相同，角度范围是0-45°，其角度可以近似处理为沿壳体(1)截面均匀变化。
全文摘要
一种集成了导流板的管式换热器。它在设计时整体考虑换热器和它前后处的各种局部阻力件(如拐弯、收缩段和扩散段等)的流体特性，在换热器本体上集成导流板，通过换热器自身的调整使得进入换热器的气流均匀，以最大程度上消除实际运行与设计条件的偏差，使得换热器能够达到当初的设计能力。它较一般的管式换热器有更强的流场适应能力，能够最大程度地消除由于流场不均匀带来的实际运行与设计条件的偏差，杜绝由于气流偏流而出现换热效果不好的现象。
文档编号F28F9/22GK101050934SQ200710022428
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者卢作基, 孙克勤 申请人:江苏苏源环保工程股份有限公司