一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管，属于换热器技术领域，特别适用于溴化锂吸收式热栗系统中的吸收器。
[0003]【背景技术】:
[0004]吸收式热栗机组的蒸发器、吸收器中大量使用降膜式换热方式，其工作方式如下:保证蒸发器、吸收器的壳体内为负压条件，一般采用喷淋方法，使制冷剂喷淋到水平排列的传热管束上，对管内的流体进行冷却或者加热。这种换热方式要求换热管表面具有亲水特性，其目的是使喷淋到换热管表面的液体形成薄膜，均匀分布在换热管表面，由于换热管束是多层排列的换热管，上面的换热管往往以滴状流或者柱状流形式对下面换热管供液，这会造成部分换热管表面液膜分布的不均匀，这就需要换热管表面具有沿轴向铺展液体的能力，即换热管表面的润湿性要好。固体表面的润湿性可以以固体表面的接触角来衡量，当表面与水的接触角小于90度，称为亲水表面;当接触角小于5度时，一般称之为超亲水表面。因此，降低换热管表面水的润湿角是提高液体铺展性能，保证液膜均匀而且液膜足够薄的条件。根据表面物理学的研究发现，表面的形貌是影响表面润湿性的重要因素。当表面是粗糙表面时，由于固体表面与液体的实际接触面积大于表观接触面积，造成接触角变小，能够使得亲水表面的润湿性能更强。中国专利CN104117833A中提出:对不锈钢管进行液相等离子体电解、激光打磨或喷砂处理，实现表面粗糙化，在各种不锈钢管表面得到多孔和凹穴的微观结构；对粗糙化的碳钢钢管表面进行化学电解或溶胶改性电镀处理，实现多孔化和凹穴的扩展，强化其润湿性能。现有技术只是发现了在单支管的表面存在的特征，而吸收式机组中蒸发器和吸收器的分液情况和管束影响对换热效果好坏影响较大，为减少换热器局部的换热管表面出现干涸现象，实际喷淋量远大于实际蒸发量，现有技术可以提高润湿性，但实际应用必须考虑喷淋量和管束影响，在喷淋量较大时，现有技术液膜会增厚，由于没有导流槽，不利于换热管表面的横向扩散，分液多的部位不断增厚，分液少的不断减少，本部位的表面分布不均造成流往下层的液体也存在不均情况，不利于底部换热管的分液和润湿。
[0005]【实用新型内容】:
[0006]本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种提高换热管的传质和传热性能，提高换热管表面的润湿性能，增强了换热管的换热效果的具有网状微槽道的粗糙表面换热管。
[0007]本实用新型的目的可以通过如下措施来达到:一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管，其包括管体I，其特征在于管体I的外表面为粗糙表面2且具有网格状的微细槽道3，微细槽道3截面呈三角形；网格状的微细槽道3之间的间距P为0.8?3mm，微细槽道3延伸方向与轴向夹角α为O?90度，微细槽道3的上开口宽度Tw为0.1?0.3mm，深度H为0.05?0.15mm;粗糙表面2的粗糙度Ra=20?40μπι。
[0008]为了进一步实现本实用新型的目的，所述的管体I内表面为光滑表面。
[0009]为了进一步实现本实用新型的目的，所述的管体I内表面具有螺旋槽道4;槽道数目为10?60条，槽道呈梯形，深度为0.1?0.4mm。
[0010]本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果:本实用新型通过在换热管粗糙表面上设置网状的微细槽道实现提高表面的润湿性以及增加换热面积，达到提高换热管的换热性能的目的。微细槽道的导向和粗糙表面的毛细作用，提高了液体在管表面的流动和扩展，增强了传热传质系数，提高换热管的传质和传热性能。其工作机理如下:设置密集的槽道并形成网状，大大增加了换热面积，计算结果显示，一般可增加换热面积达到30%左右。同时，由于槽道的存在，在毛细力作用下液体可以沿槽道流动，大大增强了液体的流动性，有利于液膜的沿换热管轴向的扩展性。另外一方面，根据表面物理学的理论，当表面的接触角小于一个临界接触角时，水滴就能依靠粗糙表面的毛细力填充到槽中，部分固体表面就能裸露出来，增加了液-气-固界面在总面积中的比例，于是表面接触角会得到降低。为了增强管内换热系数，在内表面表面设置多根螺旋槽道，当水流过时，在壁面附近形成扰动，破坏边界层流动，强化管内换热，从而增强了换热管的换热效果。
[0011]【附图说明】:
[0012]图1为本实用新型的第一种实施方式的结构示意图；
[0013]图2为图1的局部放大图；
[0014]图3为本实用新型的第二种实施方式的结构示意图；
[0015]图4为本实用新型的第三种实施方式的结构示意图。
[0016]【具体实施方式】:
[0017]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细说明:
[0018]实施例1:一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管(参见图1、图2)，其包括管体I，管体I的外表面通过喷砂工艺，造成粗糙表面(2)，同时设置网格状的微细槽道3，微细槽道3截面呈三角形；网格状的微细槽道3之间的间距P为0.8?3mm(最优1.5mm)，网格状的微细槽道3分别与轴向呈左旋45度夹角和右旋45度夹角，微细槽道3的上开口宽度Tw为0.1?0.3mm(最优0.2mm)，深度深度H为0.05-0.15mm (最优0.1mm);粗糙表面2的粗糙度Ra=20?40μπι(最优37μπι) ο管体I内表面具有螺旋槽道4 ；槽道数目为10?60条，槽道呈梯形，深度为0.1一
0.4_。换热管材料可为碳钢、不锈钢、铜以及铜合金、钛及钛合金。
[0019]实施例2:—种具有网状微槽道的粗糙表面换热管(参见图3)，其结构与实施例1基本相同，其区别在于管体I内表面为光滑表面。
[0020]实施例3:—种具有网状微槽道的粗糙表面换热管(参见图4)，其结构与实施例1基本相同，其区别在于网格状的微细槽道3分别与轴向呈O度夹角和与轴向呈90度夹角。
[0021]以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，其它优选实施方式在此不一一累述，且并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落于本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管，其包括管体(I)，其特征在于管体(I)的外表面为粗糙表面(2)且具有网格状的微细槽道(3)，微细槽道(3)截面呈三角形；网格状的微细槽道(3)之间的间距P为0.8?3mm，微细槽道⑶延伸方向与轴向夹角α为O?90度，微细槽道(3)的上开口宽度Tw为0.I?0.3mm，深度H为0.05?0.15mm;粗糙表面(2)的粗糙度Ra=20?40μπιο2.根据权利要求1所述的一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管，其特征在于所述的管体(I)内表面为光滑表面。3.根据权利要求1所述的一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管，其特征在于所述的管体(I)内表面具有螺旋槽道(4)；槽道数目为1?60条，槽道呈梯形，深度为0.1?0.4_。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有网状微槽道的粗糙表面换热管，其包括管体(1)，其特征在于管体(1)的外表面为粗糙表面(2)且具有网格状的截面呈三角形的微细槽道(3)，网格状的微细槽道(3)之间的间距P为0.8～3mm，微细槽道(3)延伸方向与轴向夹角α为0～90度，微细槽道(3)的上开口宽度Tw为0.1～0.3mm，深度H为0.05～-0.15mm；粗糙表面(2)的粗糙度Ra=20～40μm，本实用新型在网状微沟槽的作用下，大大降低了粗糙表面上液体的接触角，增强了金属材料的亲水性能，使得液体在表面的铺展速度更快，避免了换热表面出现干涸现象。同时减薄了液膜厚度，提高换热管的传质和传热性能，提高换热管表面的润湿性能以及增加换热面积，增强了换热管的换热效果。
【IPC分类】F28F1/12, F28F1/42
【公开号】CN205373487
【申请号】CN201620084247
【发明人】李小利, 马青川, 王斌, 王申英, 孟昱言, 刘伟山, 林威
【申请人】烟台恒辉铜业有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月28日