本实用新型涉及散热技术领域，特别涉及一种列管式换热器的强化换热结构。本实用新型还涉及一种包括上述强化换热结构的列管式换热器。
背景技术：
随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。
在散热设备技术领域，已经研发出针对各种不同环境、不同工况、不同介质等的散热设备，工厂或企业中常用的散热设备根据散热介质的不同可分为风冷散热器和液冷散热器。其中风冷散热器主要通过对流散热的方式实现热量交换，而液冷散热器主要通过热传导散热的方式实现热量交换。由于通过冷凝剂对设备进行散热的热传导散热方式的散热效率较高，而通过快速流动的空气对设备进行散热的对流散热方式的限制较多、规模较小，因此在生产制造型企业中，对生产设备的散热主要通过液冷散热器完成。
以列管式换热器为例，列管式换热器主要由壳体、管板、换热管、封头、和折流板等组成。其中多根换热管设置在壳体内，散热工质从换热管的一端流入，途径壳体中部后从换热管的另一端流出，散热工质的流动路径称为管程；在壳体上的两端位置分别设置有开口，待冷却的热流体从其中一个开口进入，进入到壳体内部与换热管接触冷却后，再从另一个开口流出，热流体的流动路径称为壳程。折流板设置在壳体中，主要用于增加热流体的壳程，提高散热效果。
换热管内的散热工质对热流体的热量交换是其散热的最主要方式。目前，现有技术中的列管式换热器，其换热管内的散热工质在其内的流动方式在流体力学领域属于层流，其特点是流速理论上最大，单位流量的流体与管壁的接触时间、接触面积最小。然而，层流流体的特点却为列管式换热器带来了散热效率降低的负面影响。
因此，如何消除现有技术中的列管式换热器中存在的换热管内层流的负面影响，提高列管式换热器的换热效率，是本领域技术人员亟待解决的技术 问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种列管式换热器的强化换热结构，能够消除换热管内流体层流的负面影响，提高换热效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述强化换热结构的列管式换热器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种列管式换热器的强化换热结构，包括换热管，还包括设置于所述换热管内并用于对其内部流动的散热工质进行搅动的扰流装置；
所述扰流装置包括设置于所述换热管开口处的连接组件和与所述连接组件相连并可周向旋转的扰动部件；
所述扰动部件为将散热工质的流动对自身产生的轴向推力转化为周向扭矩的螺旋桨叶；还包括用于驱动所述螺旋桨叶旋转的电机；
所述螺旋桨叶设置于所述换热管的中心位置，且其轴向平行于所述换热管的长度方向；
所述连接组件包括与所述换热管开口处的管壁相连的紧固件，以及可旋转地设置于所述紧固件上、用于与所述扰动部件的端部相连的转轴；
所述紧固件为与所述换热管的开口周向连接的多脚卡爪，且所述多脚卡爪上的相邻两根支脚之间设置有用于使散热工质通过的间隙；
所述多脚卡爪上的各支脚的末端处均设置有用于与所述换热管的开口形成过盈配合的内凹面。
本实用新型还提供一种列管式换热器，包括管壳和设置于所述管壳内的强化换热结构，其中，所述强化换热结构为上一项所述的强化换热结构。
本实用新型所提供的列管式换热器的强化换热结构，主要包括换热管和设置在换热管内的扰流装置。其中，换热管为现有技术中的列管式换热器中、在管壳内大量铺设的散热工质的流道，该换热管一般为U型，散热工质从换热管的一端处的开口处流入，然后顺着管壁从换热管的另一端的开口处流出，在途中为热流体进行散热。扰流装置设置在各根换热管内，主要作用为：当扰流装置工作时，将对换热管内部流动的散热工质进行搅动。由于换热管内流动中的散热工质之前(现有技术中)在流体力学领域内基本属于层流状态， 而在经过了扰流装置的搅动之后，散热工质的层流状态就被打破，因此从层流状态进入到了紊流状态。而处于紊流状态的散热工质，在换热管内流动时，其流体单元与管壁的碰撞加剧、频繁，流速得到一定程度降低，因此单位流量的流体与管壁的接触时间、接触面积较大，如此将使得待冷却的热流体与换热管进行热交换时，热流体与散热工质的接触更完全、彻底，接触时间也更长，自然提高了对热流体的散热效果。综上所述，本实用新型通过在换热管内增设对散热工质进行搅动的扰流装置，从而将散热工质从层流转变为紊流，提高了散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
其中，图1中：
换热管—1，扰动部件—2，紧固件—3，转轴—4。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，列管式换热器的强化换热结构主要包括换热管1和设置在换热管1内的扰流装置。
其中，换热管1为强化换热结构的最重要、也是数量最多的部件。换热管1一般呈U型，倒卧在列管式换热器的管壳中，且设置有两个开口。散热工质从换热管1的其中一个开口处流入，在管壳中沿着换热管1的管径，再从换热 管1的另一个开口处流出，途中会与热流体发生热交换，散热工质在换热管1内的流动路程称为管程。同时，在列管式换热器的管壳的两端还设置有两个开口，待冷却的热流体从其中一个开口处流入，热流体流入到管壳中之后，与管壳中的换热管1接触，发生热交换，之后再从管壳的另一个开口处流出。其中，为增加热流体与换热管1的热交换时间，往往还在管壳中沿垂直换热管1的方向设置多个折流板。
扰流装置是强化换热结构的核心部件，其设置在换热管1内部。顾名思义，扰流装置的主要作用为对换热管1内流动的散热工质进行搅动。需知，一般在换热管1内的散热工质均处于较均匀的层流状态，层流状态下的流体在管内的流速理论上最大，同时单位流量的流体与管壁的接触时间、接触面积最小，显然，这对于待冷却的热流体而言是不利的。而当扰流装置对其进行搅动时，就将散热工质的层流状态打破，同时进入到另一个状态——紊流状态。处于紊流状态的散热工质，在换热管1内流动时，其流体单元与换热管1的管壁的碰撞加剧、碰撞更加频繁，并且流速得到一定程度降低，因此单位流量的散热工质与换热管1的管壁接触时间、接触面积较大，如此将使得待冷却的热流体与换热管进行热交换时，热流体与散热工质的接触更完全、彻底，接触时间也更长，自然提高了对热流体的散热效果。
综上所述，本实用新型通过在换热管1内增设对散热工质进行搅动的扰流装置，从而将散热工质从层流转变为紊流，提高了散热效果。
在关于扰流装置的一种优选实施方式中，该扰流装置主要包括连接组件和扰动部件2。其中，连接组件设置在换热管1的开口位置，主要用于将换热管1与扰动部件2相连，为扰动部件2的运动提供支撑点，比如可将其一端与换热管1的管口相连，而另一端延伸至换热管1的中心，同时扰动部件2设置在换热管1的另一端等形式。扰动部件2在与连接组件相连的同时，还可以进行周向旋转，如此，扰动部件2在运行时，即可通过自身的旋转运动对流过自身的散热工质进行搅动，从而将其从层流状态打破并进入到紊流状态。此处优选地，该扰动部件2可以为螺旋桨叶，具体的，该螺旋桨叶的流线螺旋形状能够在散热工质以一定流速通过自身时，将散热工质的流动对自身产生的轴向推动力转化为推动自身旋转的周向扭矩。如此设置，螺旋桨叶设置在换热管1内，无需外加动力，在散热工质的推动下即可自动旋转，转速约为200～1000r/min。 当然，在对转速要求较高的情况下，螺旋桨叶也可以由小型电机驱动。
另外，为提高螺旋桨叶对散热工质的扰动效果，还可将螺旋桨叶设置在换热管1的中心位置，并且使其轴向方向平行于换热管1的长度方向。当然，螺旋桨叶还可以在换热管1内随意设置。
在关于连接组件的一种优选实施方式中，该连接组件主要包括紧固件3和转轴4。其中，紧固件3主要用于与换热管1的开口处的管壁相连，比如通过紧固件3的周向边缘位置与换热管1的管壁相连等方式。转轴4设置在该紧固件3上，比如可设置在紧固件3的中心位置，并朝向换热管1的管口。转轴4主要用于连接扰动部件2，同时该转轴4还需在紧固件3上自由旋转，以便在扰动部件2进行旋转时同步旋转。
具体的，该紧固件3可以为多脚卡爪。该多脚卡爪具有多根并列分布且形成圆面的支脚，类似于三爪卡盘的结构。多脚卡爪的每一根支脚分别与换热管1的开口的管壁连接，即从换热管1的周向方向将其紧固。同时，在多脚卡爪上的相连两根支脚之间均设置有使散热工质通过的间隙。
此外，为提高多脚卡爪与换热管1的连接紧密性，避免被高流速的散热工质冲散，本实施例在多脚卡爪上的各根支脚的末端处均设置了内凹面。该内凹面能够在支脚插入到换热管1中后，与换热管1的内管壁形成互相挤压的效果，即形成过盈配合，从而无法轻易地将多脚卡爪从换热管1上拔除。
本实用新型还提供一种列管式换热器，包括管壳和设置在管壳内的强化换热结构，其中，该强化换热结构与前述内容相同，此处不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。