一种椭球凹坑传热管的制作方法

本实用新型涉及热传导技术领域，特别是一种椭球凹坑传热管。

背景技术：

传热是一种非常普遍的自然现象，是动力、核能、电子、交通、制冷、化工、石油、航空航天等工业中的常见过程。由于地球上能源有限，能源危机日益严重，环境问题愈加严峻，提高换热设备效率，降低能源消耗成为工业生产的主旋律。目前，提高换热设备效率主要采用强化传热技术。强化传热技术可分为两类，即有源强化传热和无源强化传热，所谓有源强化指换热设备需通过外部能量输入达到强化传热的目的，比如振动强化、静电场强化、机械强化等；无源强化指无需外部输入能量，仅通过改变传热管表面结构或使用强化元件来提高换热性能，比如旋流片、纽带、绕花丝、人工粗糙管、异型管、扩展表面管等。由于无源强化技术无需消耗额外能量，且技术成熟、操作简单，因此无源强化技术在强化传热技术领域占据重要地位。

传统的光管是通过异型管提高传热技术的有：波纹管、缩放管、螺旋槽管、横纹槽管等。其强化传热的机理主要是通过破坏或减薄边界层，诱导流程发生变化使流体产生涡流，进而加冷热流体混合，从而提高传热性能。但是普通光管传热效率低、抗污垢性能差。

而凹坑传热管作为一种新型高效强化传热管，相比于普通光管，椭球凹坑传热管具有如下特点：(1)当流体流经凹坑表面时，由于边界层的分离作用，湍动能增加，流体在凹坑后形成涡流，涡流一旦形成就向管中心移动并逐渐扩大，形成旋涡，旋涡增大了边界层内流体的混合和扰动作用，使传热系数大大提高；(2)凹坑传热管由于凹坑的缩放节流作用，使凹坑传热管抗污垢性能优于普通光管；(3)凹坑传热管由于凹坑的作用，使凹坑传热管的抗热应力能较普通光管强；(4) 凹坑传热管增加了传热面积，使凹坑管传热性能提高；(5)由于凹坑管凹坑的布置形式，可减小流体压力损失，进而可选用小功率泵。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：为解决普通光管传热效率低、抗污垢性能差的问题，提供了一种椭球凹坑传热管。

本实用新型采用的技术方案是这样的：一种椭球凹坑传热管，包括圆形光管，其特征在于：所述圆形光管外表面具有N排椭球凹坑，其中1≤N≤10，所述每排椭球凹坑沿着管径轴线方向呈直线分布或螺旋分布，所述椭球凹坑在圆形光管内壁形成椭球凸起。

作为进一步的技术方案，所述椭球凸起的边缘与圆形光管内表面衔接处呈倒圆角形。

作为进一步的技术方案，所述圆形光管的直径为20~80mm。

作为进一步的技术方案，所述椭球凹坑的椭球截面长轴为20~8mm，短轴为15~5mm。

作为进一步的技术方案，所述椭球凹坑的深度为3~10mm。

作为进一步的技术方案，所述每排椭球凹坑沿着管径轴线方向呈直线分布时，所述椭球凹坑的轴向间距为10~60mm；所述每排椭球凹坑沿着管径轴线方向呈螺旋分布时，所述椭球凹坑的轴向螺距为10~60mm。

作为进一步的技术方案，所述圆形光管的直径为35mm，所述椭球凹坑的椭球截面长轴为14mm，短轴为8mm，所述椭球凹坑的深度为8mm，所述椭球凹坑的轴向间距为50mm。

作为进一步的技术方案，所述椭球凹坑沿长轴方向的椭球的横截面与圆形光管的轴线夹角为0°~180°。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：（1）本方案的换热面积较现有换热圆管显著增大，可以有效提高换热效率；（2）本方案内腔壁面形状导致换热流体在管道内形成湍流，对管壁的冲刷效果明显，内壁难以结垢，避免了随着使用时间增加导致结垢降低传热效率的情况；（3）椭球凹坑传热管内流体的压力损失小，可以降低小功率泵，从而减少额外能源消耗。

附图说明

图1是单排呈直线分布的椭球凹坑传热管示意图。

图2是多排呈直线分布的椭球凹坑传热管示意图。

图3是单排呈螺旋分布的椭球凹坑传热管示意图。

图4是多排呈螺旋分布的椭球凹坑传热管示意图。

图5是多排呈螺旋分布的斜椭球凹坑传热管示意图。

图6是椭球凹坑短轴a、长轴b、间距P示意图。

图7是传热管截面A-A处椭球凹坑深度H示意图。

附图标记，1-圆形光管，2-椭球凹坑，3-椭球凸起，4-倒圆角形，11-圆形光管，22-椭球凹坑，222-椭球凹坑。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所示，一种椭球凹坑传热管，包括圆形光管1，其特征在于：所述圆形光管1通过挤压成型使外表面具有N排椭球凹坑2，其中1≤N≤10，所述每排椭球凹坑2沿着管径轴线方向呈直线分布如图1所示，所述椭球凹坑2在圆形光管内壁形成椭球凸起3。所述椭球凸起3可以显著增大换热面积，有效提高换热效率。

如图3-4所示，一种椭球凹坑传热管，包括圆形光管11，其特征在于：所述圆形光管11通过挤压成型使外表面具有N排椭球凹坑22，其中1≤N≤10，所述每排椭球凹坑22沿着管径轴线方向呈螺旋分布如图4所示，所述椭球凹坑22截面长轴与轴线方向平行，如图5所示，所述椭球凹坑222截面长轴与轴线方向也可以具有夹角，所述椭球凹坑22和椭球凹坑222在圆形光管内壁形成椭球凸起3。所述椭球凸起3可以显著增大换热面积，有效提高换热效率。

所述椭球凸起的边缘与圆形光管内表面衔接处呈倒圆角形4，设置成倒圆角形4避免椭球凸起的边缘具有棱角，容易引起内壁结垢。

所述圆形光管1或者圆形光管11的20~80mm。如图6所示，所述椭球凹坑的椭球截面长轴a为20~8mm，短轴b为15~5mm。所述椭球凹坑的深度H为3~10mm。所述每排椭球凹坑2沿着管径轴线方向呈直线分布，所述椭球凹坑的轴向间距P为10~60mm；所述每排椭球凹坑22或者椭球凹坑222沿着管径轴线方向呈螺旋分布，所述椭球凹坑22或者椭球凹坑222的轴向螺距为10~60mm。所述椭球凹坑沿长轴方向的椭球的横截面与圆形光管的轴线夹角为0°~180°。上述参数的取值范围是根据圆形光管的直径进行计算选取，通过内腔壁面形状的设置，使换热流体在管道内形成湍流，增强对管壁的冲刷效果，内壁难以结垢，避免了随着使用时间增加导致结垢降低传热效率的情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。