[发明专利]一种强化传热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化传热管，用作制冷和空调系统中的蒸发器和冷凝器的热交换部件，属于热交换部件技术领域。

背景技术

在制冷、空调、过程工程、石油化工以及能源与动力工程等领域，都要涉及到液体在管束外表面的沸腾或凝结。尤其是制冷和空调系统中所用的蒸发器和冷凝器，制冷剂在管外沸腾或凝结时的相变换热热阻与管内强制对流换热热阻相当甚至大于管内强制对流换热热阻，因此，强化管外的相变换热对于提高蒸发器和冷凝器的传热性能可以起到显著的效果。

关于核态沸腾机理的研究表明，液体的沸腾需要有汽化核心的存在。在给定的加热表面的过热度条件下，只有当汽化核心的半径大于气泡生长所需的最小半径，气泡才能长大，核态沸腾才能进行。而加热表面上的凹槽和/或裂缝所形成的空穴最可能成为汽化核心。在沸腾过程中，当气泡长大脱离空穴后，由于液体表面张力的作用，这些空穴所截留的部分蒸汽很难被流入液体彻底逐出，就成为新的汽化核心，长出新的气泡，从而使沸腾过程不断持续。由此可知，要强化核态沸腾换热，关键在于在加热表面形成众多的汽化核心。因此，始于20世纪70年代的强化沸腾传热表面的许多开发工作都是围绕着在加热表面形成众多结构展开的，而且在众多的文献中可以见诸，例如中国专利ZL95246323.7(授权公告号CN2257376Y)和中国专利ZL03207498.0(授权公告号CN2662187Y)公开的蒸发器用热交换管，其外表面为顶部压成T形的螺旋翅片，以构成沟槽结构；中国专利ZL95118177.7(授权公告号CN1090750C)和中国专利ZL02263461.4(授权公告号CN2557913Y)公开的热交换管，其外表面没有具有沿圆周方向均布着斜齿的螺旋翅片，通过对翅片施压使翅片齿顶向两侧延展而构成空穴结构；中国专利申请公开说明书CN1366170A(申请号02101870.7)公开的热交换管，其外表面采用机械加工方法形成翅片，在翅片之间的初级沟槽的槽底形成次级沟槽；中国专利公开号CN1100517A(申请号94116309.1)公开的热交换管，其外表面的翅片被压成朝向一边倾倒，通过在翅片肩部再压凹槽而构成空穴结构；中国专利ZL02264793.7(授权公告号CN2572324Y)公开的蒸发器用热交换管，其外表面采用机械加工方法形成具有锯齿结构的螺旋片，并在锯齿顶部压出斜槽，藉(借)以构成空穴结构；中国专利申请公开说明书CN1731066A(申请号200510041468.6)公开的热交换管，其外表面采用机械加工方法形成翅片和横刺，形成复式空穴结构。

上述文献对热交换管的外壁表面即习惯所称的外翅片的结构的共同特点是具有开口略小的沟槽结构或空穴结构，以构造出形成汽化核心的场所或称载体，从而达到强化沸腾换热的效果。

近年来，人们仍在致力于对翅片表面的结构进行探索，期取获得更多数量的汽化核心，使相变换热的换热系数进一步提高的传热管，这种传热管即使对于没有相变传热过程并能确保强化传热管在不降低其机械强度的条件下大大增加换热面积，增强流体流过换热面时的扰动，破坏速度边界层和温度边界层，从而提高换热性，并使传热管的重量有所下降。

然而，在已公开的文献中尚未见诸有表现于蒸发器和冷凝器热交换管管外的外翅片的结构能体现出具有显著提高相变换热系数的技术启示。

发明内容

本发明的任务是要提供一种能使外翅片的表面具有较大换热面积以体现理想的传热性能的强化传热管。

本发明的任务是这样来完成的，一种强化传热管，它包括管体和由所述的管体上的材料沿管体的半径方向延展并且在管体的外表面绕管体呈螺旋状延伸而成的与管体构成为一体的外翅片，所述的外翅片的至少一个侧表面上构成有微尺度槽道。

本发明所述的管体的内壁上构成有内翅片。

本发明所述的内翅片呈螺旋状态地构成于管体的内壁上。

本发明所述的微尺度槽道以网状形态地构成于外翅片的至少一个侧表面上。

本发明所述的微尺度槽道的槽宽为0.001-0.5mm，槽深为0.001-0.2mm。

本发明所述的微尺度槽道之间的平均间距为0.005-5.0mm。

本发明所述的平均间距为相邻微尺度槽道的中心线所围的面积除以这两条中心线的长度的算术平均值。

本发明所述的外翅片的上部构成有凹槽，两相邻凹槽之间形成有齿台，所述凹槽的深度小于外翅片的高度，而凹槽和齿台将外翅片构成锯齿状，齿台所面向凹槽的对应两侧的一对齿台侧表面中的至少一个齿台侧表面上开设有至少1条从齿台根部向顶部延伸的弧形微尺度槽道。