迎流面均存在一定程度的磨损。传统螺旋鳍片管基管上磨损明显比H型鳍片管及C型螺旋鳍片管严重，其磨损速率大于1.0X 10 10kg/(m2.s)的面积约占基管总面积的2.86% ;H型鳍片管磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积约占基管总面积的0.78%，C型螺旋鳍片管基管磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积占基管总面积的0.71%，比传统螺旋鳍片管缩小了 75%，比H型鳍片管缩小了约9%。
[0025]对翅片磨损速率进行统计，H型鳍片管翅片的磨损速率大于1.0X 10 10kg/(m2.s)的面积约占翅片总面积的1.22%;传统螺旋鳍片管翅片的磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积约占翅片总面积的0.61%，本发明C型螺旋鳍片管翅片磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积占翅片总面积的0.75%，比H型管缩小了 38.5%。
[0026]进一步对基管磨损速率进行分析，传统螺旋鳍片管、H型鳍片管和本发明C型鳍片管两翅片中心截面迎流面侧磨损速率分布曲线示于图12，从图上可以看出，传统螺旋型鳍片管最大磨损速率约为1.6 X 10 1Xg/ (m2.s)，H型鳍片管最大磨损速率约为9 X 10 nkg/(m2.s)，本发明开槽螺旋鳍片管最大磨损速率约为1.0X 10 10kg/(m2.s)，比传统螺旋型鳍片管低约37.5%，与H型鳍片管最大磨损速率大致相当。
[0027]采用本发明的C型螺旋鳍片管、传统螺旋鳍片管、H型鳍片管翅片上磨损速率分布曲线示于图13。从图上可以看出，H型鳍片管翅片上最大磨损速率约为1.6X 10 10kg/(m2.s)，传统螺旋鳍片管翅片上最大磨损速率约为8 X 10 nkg/(m2.s)，而本发明C型螺旋鳍片管与传统螺旋鳍片管翅片磨损速率相近，比H型鳍片管最大磨损速率低约50%。
[0028]沿X向(即流体流动方向)的迎流面，在距离基管表面Imm处，在一个翅片间距内沿管子轴向的速度分布图示于图14。从图14可以看出，本发明C型螺旋鳍片管和传统螺旋鳍片管两翅片间速度分布呈中间高两边低的趋势，即靠近翅片处速度较低，而在两翅片间中心区域流速较高；传统螺旋鳍片管中心区域最大流速约为1.78m/s，本发明C型鳍片管中心区域最大流速约为1.21m/s，比传统螺旋鳍片管低约32%。H型鳍片管速度分布较均匀，靠近翅片区域与中心区域差别不大，平均速度约为1.06m/so由此可见，本发明C型螺旋鳍片管的开槽可以明显降低来流速度，使得颗粒撞击基管的速度减小，从而减轻了鳍片管磨损。
[0029]因此，与传统螺旋鳍片相比，本发明C型螺旋鳍片管明显降低了迎流面基管的磨损速率，改善了鳍片管磨损特性，使得鳍片管工作的稳定性得到了保证。
[0030]同时，与H型鳍片管相比，本发明C型螺旋鳍片管翅片的磨损速率也更低，综合了传统螺旋鳍片管翅片与H型鳍片管基管磨损性能方面的优势。
[0031]实施例二
图3、图4所示。本发明C型圆形鳍片管，包括基管I和鳍片3，其中I为基管，鳍片3为圆形平行鳍片。在螺旋鳍片的迎流面上开设有矩形的引流槽2，在本实施例中，引流槽的高度为翅高的4/5，引流槽的宽度为基管直径的1/5。模拟得到本发明C型圆形鳍片管和传统圆形鳍片管(图9、图10)的基管迎流面磨损速率图示于图15。
[0032]由图15可见，本发明C型圆形鳍片管基管磨损速率低于传统圆形鳍片管，磨损区域也小于传统圆形鳍片管。对基管磨损速率进行统计，H型鳍片管磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积约占基管总面积的0.78%，传统圆形鳍片管磨损速率高于1.0X10 10kg/(m2-s)的面积约占基管总面积的1.52%，C型圆形鳍片管磨损速率高于1.0X10 10kg/(m2-s)的面积约占基管总面积的0.33%。本发明C型圆形鳍片管磨损严重区域仅为传统圆形鳍片管的78.3%，比H型鳍片管缩小了 57.7%。
[0033]对翅片磨损速率进行统计，H型鳍片管翅片磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积约占翅片总面积的1.22% ;传统圆形鳍片管翅片磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积约占翅片总面积的1.66%，本发明C型圆形鳍片管翅片磨损速率大于1.0X10 10kg/(m2.s)的面积占翅片总面积的0.39%，比传统圆形鳍片管低76.51%，比H型管缩小了68.03%o
[0034]进一步对基管磨损速率进行分析，传统圆形鳍片管、H型鳍片管和本发明C型圆形鳍片管两翅片中心截面迎流面侧磨损速率分布曲线示于图16，从图上可以看出，传统圆形鳍片管最大磨损速率约为1.51 X 10 10kg/ (m2 *s)，H型鳍片管最大磨损速率约为9 X 10 nkg/(m2.s)，本发明C型圆形鳍片管最大磨损速率约为8.5 X 10 nkg/ (m2.s)，比传统螺旋型鳍片管低约43.7%，比H型鳍片管最大磨损速率低5.6%。
[0035]采用本发明的C型螺旋鳍片管、传统螺旋鳍片管、H型鳍片管翅片上磨损速率分布曲线示于图17，从图上可以看出，H型鳍片管翅片上最大磨损速率约为1.66X10 10kg/(m2.s)，传统圆形鳍片管翅片上最大磨损速率约为1.56 X 10 10kg/ (m2.s)，而本发明C型圆形鳍片管翅片上最大磨损速率约为1.25 X 10 10kg/ (m2.s)，比H型鳍片管最大磨损速率低约24.7%，比传统圆形翅片管低约19.9%。
[0036]沿X向(即流体流动方向)的迎流面，在距离基管表面Imm处，在一个翅片间距内沿管子轴向的速度分布图示于图18。从图18可以看出，圆形鳍片管在靠近翅片附近流场速度较小，在两翅片中心处流场速度较大，最大流速约为1.64m/sο C型圆形鳍片管和H型鳍片管由于鳍片的开槽，靠近基管处流场分布较均匀，H型鳍片管距基管1_处平均速度为1.065m/s，C型圆形鳍片管最大速度为1.22m/s，比传统圆形鳍片管低约25.6%，使得C型圆形鳍片管基管磨损速率比传统圆形鳍片管更低。
[0037]因此，与传统圆形鳍片相比，本发明C型圆形鳍片管明显降低了迎流面基管和翅片的磨损速率，改善了鳍片管磨损特性，使得鳍片管工作的稳定性得到了保证。
【主权项】
1.一种抗磨损鳍片管，包括基管以及设置在所述基管外表面的鳍片，其特征在于:在所述鳍片的迎流面上设置有一上端开口的引流槽，该引流槽的高度为1/2至4/5翅高，引流槽的宽度为所述基管直径的1/6~1/4。2.根据权利要求1所述的抗磨损鳍片管，其特征在于:所述鳍片为间隔布置的平行鳍片或螺旋形翅片。3.根据权利要求1所述的抗磨损鳍片管，其特征在于:所述引流槽为矩形槽。4.根据权利要求1所述的抗磨损鳍片管，其特征在于:所述引流槽设置在所述迎流面的正中。5.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1至5任一所述的抗磨损鳍片管。
【专利摘要】本发明公开了一种抗磨损鳍片管及换热器，其中抗磨损鳍片管包括基管以及设置在所述基管外表面的鳍片，其特征在于：在所述鳍片的迎流面上设置有一上端开口的引流槽，该引流槽的高度为1/2至4/5翅高，引流槽的宽度为所述基管直径的1/6~1/4；所述鳍片为间隔布置的平行鳍片或螺旋形翅片。与现有技术相比，本发明在螺旋或圆形鳍片管迎流面鳍片上开槽对鳍片管的扩展表面积影响不大，保留了鳍片管换热面积大的优势。通过调整引流槽的高度和宽度，从而有效改善传统螺旋鳍片管或圆形鳍片管磨损情况，抗磨损特性优于H型鳍片管。同时由于本发明鳍片为圆弧形，鳍片抗磨损性能比H型鳍片管优势更加明显。
【IPC分类】F28F1/36, F28F1/24
【公开号】CN105021080
【申请号】CN201510489236
【发明人】赵伶玲, 钟磊, 周强泰
【申请人】东南大学, 江苏龙净环境科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月11日