新型格栅螺旋纽带的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型格栅螺旋纽带，是由格栅状平直金属条扭制而成，扭制前平直金属条的中心区域包含多个矩形孔，矩形孔的长度和宽度远大于孔桥的宽度，金属条整体结构呈矩形孔和孔桥交替排列形式。格栅螺旋纽带最大扭比不超过10，在换热管中全程布置，使管内壁面附近流体形成非衰减性旋流，能有效增强流体湍动，从而达到强化管内对流传热和防止结垢的目的。管中心区域除了孔桥其余为自由空间，可使管中心区域流体直接掠过孔桥而流过开孔区域，从而避免了湍流度较高的中心区域流体产生无效的旋流，能显著减小管内流体的流动阻力。格栅螺旋纽带选取不锈钢材料，可防止管内介质的腐蚀。格栅螺旋纽带的结构简单，加工方便。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种换热管内插入物，尤其涉及一种强化换热管内对流换热的格 栅螺旋纽带。 新型格栅螺旋纽带
【背景技术】
[0002] 在化工、炼油、能源等工业领域中，热能的利用效率直接关系到产品的成本和企业 的效益，而换热设备与热能的利用效率密切相关。据统计在现代石化企业中，换热设备的投 资额约占总建设投资的30%?40%。因此，强化换热技术的研究一直受到世界各国学者的重 视。换热管是换热设备的核心元件，其综合性能的好坏直接影响换热设备的总换热效率，因 而管内强化换热技术一直是换热设备的研究重点之一。
[0003] 管内强化换热技术很多，包括各种强化换热管(如螺旋槽管、波纹管等）和各种管 内插入物(如纽带、静态混合器等)，它们虽然都有一定的强化换热效果，但同时也会产生较 大的流动阻力，许多强化结构比较复杂，加工难度大、成本较高。在各种管内强化换热技术 中，螺旋纽带是结构比较简单而强化换热效果也比较明显的一种结构，其目前有多种结构 型式，但存在一个共同的缺点就是使管内流阻显著增大。因此，开发一种结构更简单、综合 性能更优的强化管内换热结构，是换热器自身发展的需要，也是工程中强化管内流体对流 换热的需求。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种结构简单、强化换热效 率高、阻力小，且具有防垢功能的格栅螺旋纽带。
[0005] 本实用新型采用如下技术方案：按照换热管的长度和内径尺寸，先加工出平直金 属条，沿平直金属条的长度方向上间隔铳轧出多个矩形孔，矩形孔的长度和宽度远大于孔 桥(矩形孔之间连接部分）的宽度，使金属条整体结构呈矩形孔和孔桥交替排列方式，然后 再按照普通螺旋纽带的形式扭制，即成为格栅螺旋纽带(见附图1)。格栅螺旋纽带在换热管 中全程布置，即格栅螺旋纽带的长度与换热管的长度相等。格栅螺旋纽带的扭比根据流体 工质和流量而定，最大扭比不超过10。为防止管内介质的腐蚀，纽带选取不锈钢材料。
[0006] 本实用新型采用上述技术方案后，与现有技术相比具有以下有益效果：一是格栅 螺旋纽带保留了普通纽带的强化传热特性，即通过促使流体螺旋流动及产生湍动来强化主 流和边界层流体的扰动，达到强化管内流体对流换热的目的；二是格栅螺旋纽带中心区域 在扭制前开孔，即去除了强化换热作用较小的部分，可使管中心区域流体直接流过开孔区 域，而避免了湍流度较高的中心区域流体产生无效的旋流，这样可使管内流体的流动阻力 显著减小；三是格栅螺旋纽带的扰流面位于管内壁面附近，其扰动作用不但有利于强化壁 面附近流体的对流换热，而且使壁面附近流体处于更强的湍动状况，从而具有防垢功能。格 栅螺旋纽带的结构简单，加工方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 附图1是格栅螺旋纽带与换热管剖面的组合示意图。
[0008] 附图标记，1-格栅螺旋纽带；2-换热管。
【具体实施方式】
[0009] 格栅螺旋纽带的加工方法与普通纽带相似，不同之处是先按照换热管的长度和内 径尺寸，加工出平直金属条，沿平直金属条的长度方向上间隔铳轧出多个矩形孔，使平直金 属条整体结构呈矩形孔和孔桥交替排列的格栅状，然后再按照普通纽带的形式进行扭制成 螺旋格栅状，格栅螺旋纽带全程放置于换热管内。为防止管内介质的腐蚀，格栅螺旋纽带可 选取不锈钢材料。
[0010] 以换热设备中常用规格Φ25Χ2. 5的换热管为例，管内径为20mm,格栅螺旋纽带 选取厚度为〇· 6?1mm宽度为19mm (略小于换热管内径）的不锈钢金属长片，金属片中心 区铳乳出多个矩形孔的长度X宽度尺寸为20_X13mm，孔桥的宽度为3_，扭制后纽带的 扭比根据流体工质和流量而定，最大扭比不超过10。
【权利要求】
1. 一种新型格栅螺旋纽带，其特征在于，所述格栅螺旋纽带是由格栅状平直金属条扭 制而成，扭制前平直金属条的中心区域包含多个矩形孔，矩形孔的长度和宽度远大于孔桥 的宽度，金属条整体结构呈矩形孔和孔桥交替排列形式。
2. 根据权利要求1所述的新型格栅螺旋纽带，其特征在于，所述格栅螺旋纽带在换热 管中全程布置，即格栅螺旋纽带的长度与换热管的长度相等。
3. 根据权利要求1所述的新型格栅螺旋纽带，其特征在于，所述格栅螺旋纽带选取不 锈钢材料，扭比根据流体工质和流量而定，最大扭比不超过10。
【文档编号】F28F13/12GK203908385SQ201320574676
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】吴金星, 李俊超, 张灿灿, 贺敏, 李国立, 刘双喜, 田新稳, 刘青锋 申请人:郑州大学, 河南力威热能设备制造有限公司