传热管组件及具有其的换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种传热管组件及具有其的换热器。根据本实用新型的传热管组件，包括管体，管体包括沸腾传热输入端和冷凝传热输入端，沸腾传热输入端和冷凝传热输入端之间形成容纳腔；内插弹簧丝，设置在容纳腔内；内插纽带，与内插弹簧丝顺序设置在容纳腔内。根据本实用新型的换热器，包括传热管组件，传热管组件为前述的传热管组件。内插弹簧丝相当于一个非整体式的粗糙表面，对于管内稳定流动下流体质量流量不变的干式蒸发或冷凝传热，利用内插纽带对流体强制离心旋转，使不同区域的流体更大程度的掺混，并产生涡流和二次流，加强了换热效果。
【专利说明】传热管组件及具有其的换热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及换热器管内强化传热的内插元件领域，特别地，涉及一种传热管组件及具有其的换热器。
【背景技术】
[0002]换热设备在动力、核能、制冷、化工等工艺中有着广泛的应用，对换热设备进行强化传热，可减小换热设备体积和重量、提高能源利用率。管内插入物技术是一种十分便捷和有效的强化传热措施。目前，比较常见的内插物有:弹簧丝(螺旋丝)、纽带、绕花丝、立交盘、十字插入物、梯形物等。而对于工业化大批量生产和使用，由于制作工艺和成本等条件限制，仅有弹簧丝和纽带更为适合，其它内插物无论是从制作工艺还是制作成本来讲，都不如弹簧丝和纽带。对于管内沸腾或凝结换热，随着流体流动方向，流体的干度不断发生着变化，见附图1，为流体在管内沸腾传热沿流动方向形态的变化。由于这种变化，对流体的强化传热措施沿流体流动方向也应当相应的改变以始终保持较好的强化传热效果。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的在于提供一种传热管组件及具有其的换热器，以解决现有内插物的传热效果较差的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供了一种传热管组件，包括:管体，管体包括沸腾传热输入端和冷凝传热输入 端，沸腾传热输入端和冷凝传热输入端之间形成容纳腔；内插弹簧丝，设置在容纳腔内；内插纽带，与内插弹簧丝顺序设置在容纳腔内。
[0005]进一步地，内插弹簧丝的螺距为3mm至15mm之间。
[0006]进一步地，内插纽带扭转比在2至5之间。
[0007]进一步地，内插弹簧丝与内插纽带的长度的比值为a，且2/3≤a≤3/2。
[0008]进一步地，内插弹簧丝靠近沸腾传热输入侧设置。
[0009]进一步地，内插纽带靠近冷凝传热输入侧设置。
[0010]本实用新型还提供了一种换热器，包括传热管组件，传热管组件为前述的传热管组件。
[0011]本实用新型具有以下有益效果:
[0012]内插弹簧丝相当于一个非整体式的粗糙表面，对于管内稳定流动下流体质量流量不变的干式蒸发或冷凝传热，在流体干度从O变化到比较低数值的过程中，内插弹簧丝充分增加相变所需的沸腾或凝结核心，增强了相变传热；而随着流体干度的增加、流体的平均流速也增加，利用内插纽带对流体强制离心旋转，使不同区域的流体更大程度的掺混，并产生涡流和二次流，加强了换热效果。
[0013]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。【专利附图】
【附图说明】
[0014]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0015]图1是管内沸腾传热沿流动方向形态的变化示意图；以及
[0016]图2是根据本实用新型的传热管组件示意图。
[0017]附图中的附图标记如下:10、管体；20、内插弹簧丝；30、内插纽带。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0019]参见图1和图2，根据本实用新型的传热管组件，包括管体10，管体10包括沸腾传热输入端和冷凝传热输入端，沸腾传热输入端和冷凝传热输入端之间形成容纳腔；内插弹簧丝20，设置在容纳腔内；内插纽带30，与内插弹簧丝20顺序设置在容纳腔内。内插弹簧丝相当于一个非整体式的粗糙表面，对于管内稳定流动下流体质量流量不变的干式蒸发或冷凝传热，在流体干度从O变化到比较低数值的过程中，内插弹簧丝充分增加相变所需的汽化或凝结核心，增强了相变传热。而随着流体干度的增加、流体的平均流速也增加，利用内插纽带对流体强制离心旋转，使不同区域的流体更大程度的掺混，并产生涡流和二次流，加强了换热效果。最终获得比单一内插弹簧丝20或内插纽带30更好的强化换热效果。
[0020]参见图1和图2，本实用新型的分段式内插物中弹簧丝和纽带参数的选择很重要。根据管内流体质量流量的不同，内插弹簧丝20的螺距Pl的范围在3mm至15mm之间，内插纽带30的扭转比P2/D (P2为内插纽带30的螺距的二分之一，D为传热管的内径)在2_5之间。
[0021]参见图1和图2，本实用新型的分段式内插物中内插弹簧丝20和内插纽带30长度的分配比例与流体进口状态和出口状态有关，通常二者比例在4:6到6:4范围内变化，即内插弹簧丝20与内插纽带30的长度的比值为a，2/3 ^ a ^ 3/2。
[0022]在一定的流动条件下，本实用新型的分段式内插物参数最优情况下与单一内插弹簧丝20或内插纽带30参数最优情况下相比，传热系数提高30%-60% ;阻力相对于内插弹簧丝减小约20%,略高于内插纽带。
[0023]本实用新型的具体实施分为以下步骤:1确定管体10进出口。2确定内插弹簧丝20和内插纽带30的安装位置和顺序。对于沸腾传热，流体先经过内插弹簧丝20，后经过内插纽带30 ；内插弹簧丝20靠近沸腾传热输入侧设置。内插纽带30靠近冷凝传热输入侧设置。对于凝结传热，流体先经过内插纽带30，后经过内插弹簧丝20。本实用新型提出了分段式内插物用于强化管体10内沸腾或凝结传热，充分利用内插弹簧丝20和内插纽带30各自不同的强化传热机理，从而使管体10整体换热效果得以提升。
[0024]本实用新型还提供了一种换热器，包括传热管组件，传热管组件为前述的传热管组件。
[0025]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
[0026]内插弹簧丝相当于一个非整体式的粗糙表面，对于管内稳定流动下流体质量流量不变的干式蒸发或冷凝传热，在流体干度从O变化到比较低数值的过程中，内插弹簧丝充分增加相变所需的汽化或凝结核心，增强了相变传热。而随着流体干度的增加、流体的平均流速也增加，利用内插纽带对流体强制离心旋转，使不同区域的流体更大程度的掺混，并产生涡流和二次流，加强了换热效果。
[0027]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种传热管组件，其特征在于，包括: 管体(10)，所述管体(10)包括沸腾传热输入端和冷凝传热输入端，所述沸腾传热输入端和所述冷凝传热输入端之间形成容纳腔； 内插弹簧丝(20)，设置在所述容纳腔内； 内插纽带(30 )，与所述内插弹簧丝(20 )顺序设置在所述容纳腔内。
2.根据权利要求1所述的传热管组件，其特征在于， 所述内插弹簧丝(20)的螺距为3mm至15mm之间。
3.根据权利要求1所述的传热管组件，其特征在于， 所述内插纽带(30)扭转比在2至5之间。
4.根据权利要求1所述的传热管组件，其特征在于， 所述内插弹簧丝(20)与所述内插纽带(30)的长度的比值为a，且2/3 < a < 3/2。
5.根据权利要求1所述的传热管组件，其特征在于， 所述内插弹簧丝(20)靠近所述沸腾传热输入侧设置。
6.根据权利要求1所述的传热管组件，其特征在于， 所述内插纽带(30)靠近所述冷凝传热输入侧设置。
7.一种换热器，包括传热管组件，其特征在于，所述传热管组件为权利要求1至6中任一项所述的传热管组件。
【文档编号】F28F13/02GK203550745SQ201320689734
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】程宁, 陈亮亮, 刘昕, 李学灿 申请人:北京华创瑞风空调科技有限公司