一种间断双向扭曲换热管的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种间断双向扭曲换热管，包括扭曲段和扭曲段两端的第一直管和第二直管，扭曲段由若干单元组成，相邻两个单元之间设有第三直管，每一单元包括左向扭曲管段、直管段和右向扭曲管段，所述单元间设置有第三直管，所述左向扭曲管段为两倍扭距长度，所述右向扭曲管段为两倍扭距长度，所述直管段为一倍扭距长度，扭距的长度为120mm-500mm。本实用新型结构简单、设计合理，管内传热系数大大增加，由本实用新型组成的换热器，管间排列紧密，无需折流板支撑因此无流动死区出现，而且能克服换热管间的诱导振动。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种传热换热管，尤其涉及一种间断双向扭曲换热管，属于换热 器设备制造【技术领域】。 一种间断双向扭曲换热管
【背景技术】
[0002] 随着能源不断匮乏，对能源的高效利用已经成为必然的趋势。在石油、化工、冶金 等国民经济各工业部门广泛存在着加热、冷却、蒸馏、供暖等各种传热过程，换热器作为冷 却系统里的核心设备，成本占到整个系统设备的35%以上，因此将强化传热技术应用于换 热器具有重要意义。
[0003] 换热器的结构和换热效率及成本有着密切的关系，其中换热管的形状对换热器的 工作效率影响尤其重要，传统采用弓形折流板光管换热器，这种换热器存在传热效果差、 壳程压降大、容易结垢以及发生管束诱导振动等缺点。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是为了克服现有传热管中传热效果差的缺点，提供一种结构简 单，无需改变传热器连接结构且传热系数大大增加的一种间断双向扭曲的换热管。
[0005] 本实用新型采用的技术方案如下：一种间断双向扭曲换热管，包括扭曲段和扭曲 段两端的第一直管和第二直管，扭曲段由若干单元组成，相邻两个单元之间设有第三直管， 每一单元包括左向扭曲管段、直管段和右向扭曲管段，所述左向扭曲管段、直管段和右向扭 曲管段的长度间的比例为2:1:2,所述左向扭曲管段和右向扭曲管段的横截面为椭圆截面。
[0006] 进一步的，所述椭圆截面的长短轴半径之比为1. 7:1。
[0007] 进一步的，所述左向扭曲管段为两倍扭距长度，所述右向扭曲管段为两倍扭距长 度，所述直管段为一倍扭距长度，所述扭距长度为120-500 mm。
[0008] 进一步的，所述第三直管的长度为一倍扭距，扭距长度为120-500 mm。所述第一直 管和第二直管的长度为150mm，
[0009] 进一步的，采用若干所述的一种间断双向扭曲换热管组成管束，所述各间断双向 扭曲换热管的管间距为椭圆长轴，所述管束中任一横截面椭圆长轴相互支撑。
[0010] 本实用新型的有益效果为：本实用新型基于传统的换热器结构，不改变换热器的 外形结构和连接方式，将换热管改进为间断双向扭曲管，间断双向扭曲管管内传热系数比 光滑圆管管内传热系数提高15~30%，比单向扭曲管管内传热系数提高5~10%，间断双向扭 曲管换热器壳程压降比传统圆管换热器壳程压降降低2(Γ35%，相同换热量，换热器的体积 减少2(Γ40%，所需换热面积减少1(Γ25%。
[0011] 说明书附图
[0012] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0013] 图2为图1的左视图。
[0014] 图3为本实用新型组成的管束的结构示意图。
[0015] 图4为本实用新型组成的管束的横截面的示意图。
[0016] 附图标记：左向扭曲管段1、直管段2、右向扭曲管段3、第三直管段4、第一横截面 1-1、第二横截面1-2、第三横截面1-3、第四横截面1-4、第五横截面1-5、第六横截面1-6、第 七横截面1-7。
【具体实施方式】
[0017] 下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0018] 如图1-图4所示，一种间断双向扭曲换热管，包括扭曲段和扭曲段两端的第一直 管和第二直管，使该换热管和管板连接与传统换热管和管板的连接方式相同。单根换热管 扭曲段由若干单元组成，相邻两个单元之间设有一倍扭曲管扭距的第三直管4 ;第三直管4 扭曲管扭距长度为150mm ;每一单元包括左向扭曲管段、直管段和右向扭曲管段，所述左向 扭曲管段1、直管段2和右向扭曲管段3的长度间的比例为2:1:2,所述第一直管和第二直 管的长度为150_，该换热管所述左向扭曲管段1和右向扭曲管段3任何位置的的横截面 为椭圆截面，椭圆截面的长短轴半径之比为1. 7:1，所述左向扭曲管段1为两倍扭距长度， 所述右向扭曲管段3为两倍扭距长度，所述直管段2为一倍扭距长度，扭距长度为120-500 mm〇
[0019] 采用该换热管的换热器布管时，所述各间断双向扭曲换热管的管间距为椭圆长 轴，所述管束中任一横截面椭圆长轴相互支撑，在管束的第一横截面1-1、第二横截面1-2、 第三横截面1 _3、第四横截面1-4、第五横截面1-5、第六横截面1-6、第七横截面1-7中，横 截面长轴位置均采用三角布置的方式布置，用以实现自支撑的效果。
[0020] 本实用新型中所述的左向扭曲管段和右向扭曲管段加工时，先将圆管挤压成椭 圆，并进行沿轴向的直线运动和绕轴的旋转运动，且左向扭曲管和右向扭曲管的扭曲方向 相反。扭距的大小受到扭曲管加工设备能力，扭曲管的材质影响，本实用新型中采用Φ25 不锈钢管，扭距一般在120mm和500mm之间。扭距过小，则扭曲管的周向剪切力变弱，扭距 无法传递到加工点，在扭距传输的起始点出现过度扭曲塑性变形，或者出现不同扭曲管段 的扭距误差过大；若扭距过大，则换热管对流体的扰流作用不明显，达不到较高提升传热的 效果，第一直管和第二直管的设置使得本实用新型中的间断双向扭曲换热管和管板的连接 与普通换热管与管板的连接相同，即无需改变改变换热器的连接方式。
[0021] 当流体流过换热管内部时，流体在进入左向扭曲管时受到左螺旋形流道作用下进 行左向旋转，随后进入右向扭曲管，流体会受到右螺旋形流道作用打破左向旋转的惯性，转 向右向旋转，如此周而复始的复杂流动，使得换热管内部流体扰动程度大幅度增加，增强管 程传热效果。当流体流过由该换热管组成换热器壳程时，在扭曲管段受离心力作用周期性 改变流速和流动方向，加强了流体的纵向混合。同时，流体经过相邻管子的螺旋线接触点后 形成脱离管壁的尾流，增加流体自身的湍流度、破坏流体在管壁上的传热边界层，从而强化 传热。管束相邻管的长轴处的点接触相互支撑，不必使用折流板支撑，使扭曲椭圆管在换热 器壳体内的排列紧凑，减小换热器的尺寸，不会出现因折流板引起的流动死区，同时又能克 服换热管的诱导振动。
【权利要求】
1. 一种间断双向扭曲换热管，包括扭曲段和扭曲段两端的第一直管和第二直管，其特 征在于：扭曲段由若干单元组成，相邻两个单元之间设有第三直管（4)，每一单元包括左向 扭曲管段（1)、直管段（2)和右向扭曲管段（3)，所述左向扭曲管段（1)、直管段（2)和右向扭 曲管段（3)的长度间的比例为2:1:2,所述左向扭曲管段（1)和右向扭曲管段（3)的横截面 为椭圆截面。
2. 如权利要求1所述的一种间断双向扭曲换热管，其特征在于：所述椭圆截面的长短 轴半径之比为1.7:1。
3. 如权利要求1所述的一种间断双向扭曲换热管，其特征在于：所述左向扭曲管段（1) 为两倍扭距长度，所述右向扭曲管段（3)为两倍扭距长度，所述直管段（2)为一倍扭距长 度，所述扭距长度为120-500 mm。
4. 如权利要求1所述的一种间断双向扭曲换热管，其特征在于：所述第三直管（4)的扭 距长度为120-500 mm。
5. 如权利要求1所述的一种间断双向扭曲换热管，其特征在于：所述第一直管和第二 直管的长度为150mm。
【文档编号】F28F1/02GK203837550SQ201420227693
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】张立振, 陈楠 申请人:无锡蓝海工程设计有限公司