专利名称：一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件，尤其是石油、石化及化工行业一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件。
背景技术：
现有传热管内插入物主要包括扭带、螺旋扭片、静态混合器和螺旋线(圈)等。大都通过使流体在管内产生螺旋扰流，破坏管壁边界层达到强化传热的目的，但前几种一般都存在着显著增大流体阻力的问题，由此带来的动力消耗及成本增加，在一定程度上限制了其工业应用；后一种如专利号为ZL03269246. 3公开的一种散热器用管，管内设有螺旋线，虽然流体阻力较小，但只是迫使管壁流体层扰动，未触及中心流体，强化传热效果有限。CN200920033889. 8公开了一种传热管内外装配纵向螺旋翅片传热元件，包括同心穿套的外管和芯管及在二者间绕管芯环绕嵌设的内翅片，内翅片与外管和芯管间用钎焊进行连接，内翅片由波纹内翅片板弯曲而成且在外管和芯管间形成一圆柱状的纵向螺旋式内翅片管，纵向螺旋式内翅片管上分布有多个纵向螺旋式流通通道；外管外装配有在外管外侧形成螺旋式流通通道的纵向螺旋外翅片。CN101762203A公开一种换热管内边界层剪切扰动径向混流装置是一种用于管式换热设备换热管的内插件强化传热装置。该装置由转子、管端挂件、支撑轴和限位铆钉构成。两个管端挂件分别固定在换热管的两端；换热管内放置一个或多个转子；转子可成组排列，每组之间由限位铆钉间隔；支撑轴穿过转子的轴孔和限位铆钉，两端固定在管端挂件上。该装置比较复杂，流体阻力大，如果内部结垢、腐蚀很难处理。CN2864559 —种内螺旋翅片管，其结构为由传热管以及设置在传热管内的内螺旋翅片导叶两部分构成，而内螺旋翅片导叶呈螺旋线状的外周与传热管内壁为钎焊连接。CN92242209.5公开一种用于乙烯裂解炉、合成氨新概念流程(LCA)转化器和管式加热炉的强化传热技术，由单叶旋转片及管体组成。特点是单叶旋转片是插入管体中的，管体的外表面加工成纵向直肋。采用该技术可以在炉体尺寸、供热状况不变的情况下，显著提高换热能力，提高生产能力，或者在生产能力不变的情况下，缩短炉管长度，缩小炉子体积。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件，可使管内流体发生连续旋转并被不断分割扰动，促进中心和边界层流体充分混合，且能有效减小流体阻力，强化传热效果的扭栅构件。为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件，包括扭栅和螺旋线圈，扭栅呈螺旋排列，扭栅均穿过传热管中心轴线，每根扭栅两端均接于螺旋线圈上。扭栅为条带状、杆状或多边形柱状；螺旋线圈2为带状、线圈或多边形柱状；螺旋线圈紧贴传热管内壁。扭栅的整体直径可略大于其要插入的传热管3内径，安装时通过机械或人力将其旋入传热管3内，产生的弹性形变可使螺旋线圈2紧贴传热管3内壁。当然，本实用新型所述的扭栅材质还可为陶瓷或高分子材料等，扭栅之间也可不等距排列，如构成扭栅的杆之间不等距排列。每根扭栅两端与螺旋线圈连接方式也可采用铆接、粘接，甚至整体一次成型等。这样的变换均落在本实用新型的保护范围之内。由于采用上述方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是螺旋排列的扭栅使传热管内流体发生连续旋转的同时被不断分割扰动，且部分中心流体受扭栅引导至管内壁，促进了中心和边界层流体充分混合，且对管内壁产生冲刷作用，防止壁面结垢，扭栅较纽带等插入物空隙率大得多，有效减小流体阻力；紧贴管内壁的螺旋线圈还可加强壁面边界层流体扰动，迫使其返回中心流体，并能增大管壁有效传热面积，综合强化传热管传热效果O
[0009]图I[0010]图2[0011]图3[0012]图4[0013]图中
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。由图I所示一种实施方式的扭栅构件，包括扭栅I和螺旋线圈2。整体直径为38mm,节距为600mm,每根扭栅I为直径Imm镍铬合金杆,与传热管3中心轴线斜向相交,两端均焊接于同一条螺旋线圈2上，相邻扭栅I在传热管3轴向投影间的夹角为45°，螺旋线圈2材质与扭栅I相同，直径为3mm。由图3所示另一种实施方式的扭栅构件，类似于DNA分子双螺旋结构，包括扭栅I和螺旋线圈2。整体直径为80mm，节距为300mm，每根扭栅I为底边长3mm的316L不锈钢正三棱柱，保证一条棱沿传热管3轴向正对流体来向，扭栅I均沿传热管3径向排列，其中点与传热管3中心轴线垂直相交，两端分别焊接于两条相对螺旋线圈2上，相邻扭栅I在传热管3轴向投影间的夹角为10°，螺旋线圈2材质与扭栅I相同，直径为4mm。
权利要求1.一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件，其特征在于所述扭栅构件包括扭栅(I)和螺旋线圈(2)，扭栅呈螺旋排列，扭栅均穿过传热管中心轴线，每根扭栅两端均接于螺旋线圈⑵上。
2.根据权利要求I所述的扭栅构件，其特征在于所述扭栅(I)为条带状、杆状或多边形柱状。
3.根据权利要求I所述的扭栅构件，其特征在于所述螺旋线圈(2)为带状、线圈或多边形柱状。
4.根据权利要求I 3任一项所述的扭栅构件，其特征在于所述螺旋线圈(2)紧贴传热管⑶内壁。
5.根据权利要求I 3任一项所述的扭栅构件，其特征在于扭栅(I)的整体直径略大于其要插入的传热管(3)内径。
6.根据权利要求I 3任一项所述的扭栅构件，其特征在于扭栅(I)材质为陶瓷或高分子材料。
7.根据权利要求I 3任一项所述的扭栅构件，其特征在于构成扭栅(I)的杆之间不等距排列。
8.根据权利要求I 3任一项所述的扭栅构件，其特征在于每根扭栅两端与螺旋线圈之间连接方式采用铆接、粘接或整体一次成型。
专利摘要本实用新型涉及一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件，扭栅(1)呈螺旋排列，扭栅(1)均穿过传热管(3)中心轴线，每根扭栅(1)两端均接于螺旋线圈(2)上；扭栅(1)为条带状、杆状或多边形柱状；螺旋线圈(2)为带状、杆状或多边形柱状加工而成；螺旋线圈(2)紧贴传热管(3)内壁。采用这种结构可使传热管内流体发生连续旋转并被不断分割扰动，促进中心和边界层流体充分混合，且能有效减小流体阻力，强化传热效果。
文档编号F28F13/00GK202734652SQ20122011157
公开日2013年2月13日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者李吉春, 刘兴, 宋帮勇, 杨利斌, 许江, 田亮, 孔祥冰 申请人:中国石油天然气股份有限公司