异形降膜式蒸发管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于蒸发器技术领域，特别是涉及一种异形降膜式蒸发管。
【背景技术】
[0002]水平管降膜蒸发器具有传热效率高、温差小；设备简单，体积小；启动后，不需要新鲜蒸汽；动力消耗低、成本低等优点，特别适用于热敏性溶液蒸发，现在被广泛应用于食品、医药、化工、污水处理、海水淡化等行业。水平管降膜蒸发器的关键设备之一是降膜式蒸发管。目前，蒸发设备中常用的换热管是圆形光管，但是圆形光管存在以下缺点:一、圆形光管的换热效率低；二、圆管外液膜的分布不均匀，在液膜较薄处容易产生干斑，影响换热管的寿命；三、圆形换热管管内蒸汽流动时，形成层流边界层或紊流层，随着蒸汽流边界层在换热管内壁的发展，边界层的厚度将会增加，相应的换热系数将会减小，同时，蒸汽冷凝后形成的液体，将会积存在换热管内的下部，使得管内蒸汽和管外液膜的热交换面积减小。
【发明内容】
[0003]本发明为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种换热面积大，管外液膜分布均匀，管内蒸汽扰流作用强，换热效果好的异形降膜式蒸发管。
[0004]本发明所采用的技术解决方案是一种异形降膜式蒸发管，包括法兰、进料管、水平支管、布液管、异形降膜蒸发管、导流板、布液齿、蒸发器壳体，所述的法兰设置在蒸发器壳体的入口处，所述的所述进料管一端与法兰连接，另一端与水平支管连接；所述的水平支管底部设置有布液管，所述的布液管底部设置有喷淋孔；所述的异形降膜式蒸发管设置在布液管下方，所述的异形降膜式蒸发管顶部设置有导流板底部设置有布液齿。
[0005]所述的喷淋孔等间距设置在布液管底部的中心线上。
[0006]所述的异形降膜式蒸发管由顶部和底部的两个不同半径的圆弧以及连接两个圆弧的平面构成。
[0007]所述的顶部圆弧和底部圆弧的半径比为2:1。
[0008]所述的顶部圆弧和连接两个圆弧的平面的外表面精打磨处理为粗糙表面。
[0009]所述的异形降膜式蒸发管的内表面设置有螺纹。
[0010]所述的导流板高度在Icm?2cm之间。
[0011]所述的布液齿，齿高在Icm?2cm之间，齿间距为2cm。
[0012]其中:水平支管的长度根据蒸发器内异形降膜式蒸发管的排列宽度决定，布液管的长度和数目根据蒸发器内异形降膜式蒸发管的长度和数目决定。当由喷淋孔滴流而出的溶液，通过导流板均匀流到异形降膜式蒸发管顶部圆弧处，顺着粗糙表面形成均匀液膜并吸热沸腾蒸发，未蒸发的溶液汇聚到异形降膜式蒸发管的底部圆弧处，并在布液齿的作用下进行一次整流，使得溶液在每个齿尖处形成液滴滴下，均匀滴淋到下方的异形降膜式蒸发管的导流板上；蒸汽通过异形降膜式蒸发管内部时，与管外的液膜换热完成冷凝放热过程。
[0013]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为:布液管与水平支管不是中心对接，防止了水平支管内积液现象；异形降膜式蒸发管设计成倒置梨形，与圆管相比倒置梨形增加了换热面积，避免了干斑可能出现的区域；异形降膜式蒸发管加装导流板，保证了液体均匀流到蒸发管上部中心线处，避免液体分布不均匀；异形降膜式蒸发管加装布液齿，起到整流作用，同时增加了布液点的数目和均匀性；异形降膜式蒸发管管外表面进行粗糙化处理，增加了汽化核心数，增强了换热效果；异形降膜式蒸发管管内设置内螺纹，破坏了边界层的形成，起到扰流作用，加强了管内冷凝换热效果。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A— A剖面图；
图3是图1的俯视图；
图4是图1中异形降膜式蒸发管截面图；
图5是图4中B— B的剖面图。
[0015]图中1.法兰，2.进料管，3.水平支管，4.布液管，5.蒸发器壳体，6.异形降膜式蒸发管，7.导流板，8.布液齿，9.喷淋孔，10.粗糙表面，11.螺纹。
【具体实施方式】
[0016]实施例1:
如图1-5所示:一种异形降膜式蒸发管6，包括法兰1、进料管2、水平支管3、布液管4、异形降膜蒸发管、导流板7、布液齿8、蒸发器壳体5，所述的法兰I设置在蒸发器壳体5的入口处，所述的所述进料管2 —端与法兰I连接，另一端与水平支管3连接；所述的水平支管3底部设置有布液管4，避免了布液管4内积液现象的发生，布液管4与水平支管3不是中心焊接，连接结构如图2所示，布液管4底部中心线处开有喷淋孔9，水平支管3内积存的液体流到布液管4内，由喷淋孔9滴流到异形降膜式蒸发管6上，避免了水平支管3内积液现象的发生，所述的布液管4底部设置有喷淋孔9 ;所述的喷淋孔9等间距设置在布液管4底部的中心线上。所述的异形降膜式蒸发管6设置在布液管4下方，所述的异形降膜式蒸发管6顶部设置有导流板7底部设置有布液齿8。所述的导流板7高度为1cm。所述的布液齿8，齿高为2cm，齿间距为2cm。导流板7的设置使滴淋到异形降膜式蒸发管6上的溶液均匀的分布到蒸发管上部圆弧处，异形降膜式蒸发管6下部圆弧底端焊接有布液齿8，起到整流作用，同时增加了布液点的数目和均匀性。
[0017]所述的异形降膜式蒸发管6由顶部和底部的两个不同半径的圆弧以及连接两个圆弧的平面构成。所述的顶部圆弧和底部圆弧的半径比为2:1。这种截面形状的蒸发管与普通圆管相比，增加了换热面积；从圆管截面上看，液膜在水平管外的分布是:在圆管顶部和底部液膜厚度较厚，在圆管截面水平处液膜较薄，换热量大时极易产生干斑现象，影响了换热管的寿命，而异形降膜式蒸发管6截面水平处为倾斜面，液膜分布均匀。
[0018]所述的顶部圆弧和连接两个圆弧的平面的外表面精打磨处理为粗糙表面10。溶液流经上部圆弧时，由于圆弧半径大和粗糙表面10的作用，液膜流动速度比流经异形降膜式蒸发管6下部圆弧时较慢，而管内蒸汽流动冷凝放热时，冷凝液积存在管子下部，管子上部换热效果最好，这种倒置的梨形的设计和表面粗糙处理，强化了换热效果。同时相当于增加了汽化核心数，液膜在粗糙表面10上更容易沸腾蒸发，也强化了换热效果。
[0019]异形降膜式蒸发管6如图1所示排列方式为正方形，现在蒸发器内蒸发管多为三角形排列方式。蒸发管外液膜蒸发产生的二次蒸汽，经真空泵等装置抽吸向上流动时，会产生扰流影响液滴均匀分布，加装导流板7和布液齿8的异形降膜式蒸发管6采用正方形排列方式，可减小扰流的影响。
[0020]所述的异形降膜式蒸发管6的内表面设置有螺纹11。蒸汽流经管内时，可以破坏边界层的形成，起到扰流作用，加强了管内冷凝换热效果。
[0021]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种异形降膜式蒸发管，其特征在于:包括法兰、进料管、水平支管、布液管、异形降膜蒸发管、导流板、布液齿、蒸发器壳体，所述的法兰设置在蒸发器壳体的入口处，所述的所述进料管一端与法兰连接，另一端与水平支管连接；所述的水平支管底部设置有布液管，所述的布液管底部设置有喷淋孔；所述的异形降膜式蒸发管设置在布液管下方，所述的异形降膜式蒸发管顶部设置有导流板底部设置有布液齿。
2.根据权利要求1所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的喷淋孔等间距设置在布液管底部的中心线上。
3.根据权利要求1所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的异形降膜式蒸发管由顶部和底部的两个不同半径的圆弧以及连接两个圆弧的平面构成。
4.根据权利要求3所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的顶部圆弧和底部圆弧的半径比为2:1。
5.根据权利要求3所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的顶部圆弧和连接两个圆弧的平面的外表面精打磨处理为粗糙表面。
6.根据权利要求1所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的异形降膜式蒸发管的内表面设置有螺纹。
7.根据权利要求1所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的导流板高度在Icm?2 cm之间。
8.根据权利要求1所述的异形降膜式蒸发管，其特征在于:所述的布液齿，齿高在Icm?2cm之间，齿间距为2cm。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种异形降膜式蒸发管，包括法兰、进料管、水平支管、布液管、异形降膜蒸发管、导流板、布液齿、蒸发器壳体，所述的法兰设置在蒸发器壳体的入口处，所述的所述进料管一端与法兰连接，另一端与水平支管连接；所述的水平支管底部设置有布液管，所述的布液管底部设置有喷淋孔；所述的异形降膜式蒸发管设置在布液管下方，所述的异形降膜式蒸发管顶部设置有导流板底部设置有布液齿。具有换热面积大，管外液膜分布均匀，管内蒸汽扰流作用强，换热效果好的特点。
【IPC分类】B01D1-30, B01D1-22
【公开号】CN104784949
【申请号】CN201510153638
【发明人】赵国昌, 赵恒 , 宋丽萍
【申请人】沈阳航空航天大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月2日