一种多纵向涡的正（余）弦纹强化传热管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及换热器强化传热技术领域，尤其设及一种多纵向满的正(余）弦纹强化 传热管。
【背景技术】
[0002] 自20世纪70年代石油危机W来，传热强化技术普遍应用于各行各业用于节能减 排，如动力、冶金、石油、化工等传统主体工业领域W及航空、电子、核能等高新技术工业领 域。由于工业生产和科学技术发展的需要，传热强化技术在近几十年受到广泛的重视和长 足的发展。传热强化技术按其是否需要外功，分为主动强化与被动强化两种类型，其中被动 强化技术由于不需要外功，操作方式简单，可靠性强而更为广泛应用。在众多被动强化技术 中，基于表面的异形管是一种实用的强化传热技术，由于结构简单、性能稳定等优点，可用 于现有换热器的技术改造及余热回收强化，也可W用于太阳能热水器、反应器、核冷却器、 新能源等众多领域，有广泛的应用前景。常见的异形管包括横纹管、缩放管、螺旋槽管、波纹 管、螺旋扁管、交叉缩放楠圆管等，运些管型强化传热机制从满流类型进行区分，可W分为 横向满和纵向满两种，横向满通过肋对边界层的破坏，阻碍边界层的发展，提高近壁区的端 流程度，但在靠近管壁区会产生流动分离，形体阻力较大，而纵向满则依靠管内流体的置换 减薄边界层，形体阻力相对较小，大部分学者认为纵向满相对横向满在单位压降下，传热综 合性能更佳。近些年来，国内强化传热的著名学者过增元院±和刘伟教授基于最小热量势 能耗散优化方法在一定边界条件下和附件源项下针对管内得到的优化速度场也是多纵向 满结构，运也进一步说明了纵向满低阻高效的特征。
【发明内容】
[0003] 为了解决横向满异形管中存在的形体阻力大、满流不可控、适用范围小、传热综合 性能偏低的问题，本发明的目的在于提供一种多纵向满的正(余）弦纹强化传热管，该强化 传热管在靠近管壁的区域通过肋纹能够诱导多个纵向满，流体在纵向满的卷吸作用下，形 成上下扫动的流股，冲击壁面，实现高强度的流体置换和流场均化，从而达到提高近壁处溫 度梯度，提高流场与溫度场协同程度，增加管壁传热速率的效果。
[0004] 为了实现上述的目的，本发明采用了W下的技术方案： 一种多纵向满的正(余）弦纹强化传热管，包括管体；所述管体外侧壁围绕管体周向社 制有多条管体肋纹，多条管体肋纹沿管体轴向依次排布，管体肋纹沿管体周向呈正弦函数 图像或余弦函数图像排布。
[0005] 作为优选，沿管长方向的相邻两条管体正(余）弦纹之间可W呈一定角度错列。
[0006] 作为优选，所述管体肋纹的肋高优选为64). 5~2mm，肋纹振幅优选为20mm，圆 周方向上的肋纹周期数优选为η马~8个，流向上的节距优选为Z二10~50mm。
[0007] 作为优选，所述管体的外径d《20mm时，圆周方向上的肋纹周期数优选为η马~4 个。
[000引作为优选，所述管体的外径20mm<d< 50mm时，圆周方向上的肋纹周期数优选为。马~8个。
[0009] 作为优选，所述管体的外径d> 50mm时，圆周方向上的肋纹周期数优选为个。
[0010] 本发明采用上述技术方案，具有W下几方面的优势： 1)传热性能好 本发明提出了一种纵向满强化传热技术，结合了管壁面正(余）弦纹的特殊结构，诱导 产生沿流向的纵向满，充分发挥了纵向满强化传热的优势，相对于传统的异形管诱导的横 向满，纵向满具有低阻高效的特点。正(余）弦纹在靠近管壁的区域通过肋纹能够诱导多个 纵向满，流体在纵向满的卷吸作用下，形成上下扫动的流股，冲击壁面，实现高强度的流体 置换和流场均化，从而达到提高近壁处溫度梯度，提高流场与溫度场协同程度，增加管壁传 热速率的效果。
[0011] 2)适用工况广 由于多纵向满的低阻高效特点，本发明不仅适用于端流的强化传热，也可W适用于层 流、过渡流的强化传热；不仅适用于强制对流，亦适用于自然对流，不但可用于管内强化，亦 可用于管外强化。
[001引 3)制造方便 通过在光滑管表面社制形成连续的正(余）弦纹，即正(余）弦纹管，相对常见的在换热 表面安装满流发生器运种方法而言，具有加工方便的特点，且简单可靠，承受压力高，可用 于已有管壳式换热器管内传热性能的提高，也可用于新型换热器的设计。
[001引 4)使用灵活 本发明的传热综合性能是可控的，结构参数可根据具体操作工况及流动介质进行灵活 调整，调整的结构参数主要包括正(余）弦纹的肋高、振幅、圆周方向上的周期个数、流向上 的节距、正(余）弦纹的连续性及流向上相邻正(余）弦纹的错列角，运些结构参数直接影响 着管内纵向满的强度及面积区域；通过结构优化，可W降低形体阻力和摩擦阻力，提高传热 速率，W便达到最佳的传热综合性能。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明正涂）弦纹管的侧视图。
[001引图2为本发明正涂）弦纹管的轴测图。
[0016] 图3为本发明实施例1的轴测图。
[0017] 图4为本发明实施例1的侧视图。
[001引图5为本发明实施例1的俯视图。
[0019] 图6为本发明实施例2的轴测图。
[0020] 图7为本发明实施例2的侧视图。
[0021] 图8为本发明实施例2的俯视图。
[0022] 图9为本发明实施例3的轴测图。
[0023] 图10为本发明实施例3的侧视图。
[0024] 图11为本发明实施例3的俯视图。
[0025] 图12为本发明实施例4的轴测图。
[0026] 图13为本发明实施例5的轴测图。
[0027] 图14为本发明实施例5的俯视图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明。
[0029] 如图1~图14所示的一种多纵向满的正(余）弦纹强化传热管，包括管体；所述管 体外侧壁围绕管体周向社制有多条管体肋纹，多条管体肋纹沿管体轴向依次排布，管体肋 纹沿管体周向呈正弦函数图像或余弦函数图像排布，相邻的两条管体肋纹之间呈一定角度 错列。所述管体肋纹的肋高优选为64). 5~2mm，肋纹振幅优选为~20mm，流向上的节距 优选为Z二10~50mm。所述圆周方向上的肋纹周期数优选为η马~8个，具体个数与管体的外 径相关，如当所述管体的外径d《20mm时，圆周方向上的肋纹周期数优选为η马~4个。当 所述管体的外径20mm<d