[实用新型]传热管、降膜蒸发器传热管及降膜蒸发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传热管、降膜蒸发器传热管及降膜蒸发器。

背景技术

能源是经济发展和社会进步的重要物质基础，与材料、信息构成现代化社会的三大支柱。能源不仅是国民经济发展的动力，而且是衡量综合国力和人民生活水平以及国家文明发达程度的指标。石油、化工、动力、冶金、制冷等产业是我国的支柱产业，也均为高能耗的传统产业，其能耗约占总能耗的40％。在这些高能耗工业中，换热器传热性能的高低，直接影响着工业系统的能耗水平。在各种不同类型的换热器中，壳管式换热器因制造简单、成本低、适用性强以及操作维护方便等优点而应用最为普遍。然而，目前我国工业系统使用的壳管式换热器90％以上是采用传统的弓形隔板光滑管结构。此类换热器的体积庞大，材耗多，过程系统的能耗也高，亟待改进。探索新的强化传热机理并开发出高效的强化传热技术，是提高换热器传热效能的有效途经，这仍然是当今传热学领域的热点研究课题。

蒸发是上述高能耗工业中常见的操作过程，提高蒸发器的传热和蒸发效率对于减少设备投资和节能降耗都有重要意义。降膜蒸发技术属薄膜蒸发，由于其壁面液膜发生相变及液膜的波动效果，因而具有较高的传热系数并在海水淡化、石油化工、制冷、能源利用等方面广泛应用。然而，目前这些降膜蒸发器的传热管基本使用光滑管或低肋管等。在蒸发器实际运行的中、低热负荷范围内，光滑管或低肋管等的表面液膜很难发生沸腾，因而必须采用特殊的沸腾强化管。目前国内外对各种现有的强化传热管在降膜蒸发过程的传热传质机理研究较多。研究内容包括：管间流型、管外液体绕流成膜特征、管外产生气体对流流动的影响以及各种结构和操作参数对换热的影响等。特别是在强化传热研究方面，国外学者已对R134a、R123等在Turbo-CII管、GEWA-SC管、Finned管和Turbo-B管降膜蒸发的传热性能进行了实验研究。结果表明，对比光滑管，强化传热性能明显提高，但仍然存在明显的不足之处。

由于目前强化传热管均单一针对冷凝或者沸腾传热过程开发，强化冷凝的传热管具有良好的排液和促进液膜扰动的性能，但不能提供充足的人工气化核心，强化蒸发的传热管又恰恰相反，而降膜蒸发传热传质的强化需要两方面性能的综合提高。此外，用于降膜蒸发器的传热管还需要具有良好的润湿性能，能使液体在表面上迅速均匀铺开。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种传热管，以解决现有传热管不能兼具良好的排液、促进液膜扰动和提供充足的人工气化核心的性能的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种传热管，包括多个突出于传热管管壁外表面上的翅片，多个翅片与传热管管壁外表面之间形成流体流通的通道。

进一步地，多个翅片与传热管管壁外表面之间形成流体流通的U型的微型通道。

进一步地，传热管管壁外表面上的多个翅片的结构相同。

进一步地，传热管管壁外表面上的翅片沿传热管轴向方向呈螺旋状分布在传热管管壁外表面上。

进一步地，传热管管壁外表面上的翅片均匀分布在传热管管壁外表面上。

进一步地，翅片为伞状，翅片包括：设置在管壁外表面上的翅根和与翅根相连的翅尖，翅根为柱状，翅尖为球冠体。

进一步地，翅尖的顶面为圆形的抛物曲面。

进一步地，翅尖顶面圆形半径为0.4-1.0mm，相邻的翅尖顶面圆心距离为0.8-2.0mm，翅片的高度为0.4-2.0mm。

进一步地，传热管为降膜蒸发器的传热管。

本实用新型还提供了一种降膜蒸发器传热管及降膜蒸发器，该降膜蒸发器传热管及降膜蒸发器包括前面所述的传热管。

由于采用了多个突出于传热管管壁外表面上的翅片传热管管壁外表面之间形成流体流通通道的结构，提高了蒸发器的传热传质性能，增加了人工活化核心，与普通强化传热管相比，可提高降膜蒸发传热系数20％-50％。

另外，由于传热管采用了伞状翅片，破坏了液体传热边界层的稳定性，减薄流体传热滞流层的厚度，同时传热管还具有良好的润湿性能，能使液体在表面上迅速均匀铺开，促进了表面液膜的均匀分布，因而提高了伞状翅片传热管的降膜蒸发传热性能。本实用新型的传热管结构简单、制造成本低。伞状翅片传热管采用机械滚压一次成型，加工过程中不存在对金属的切削，材料利用率高。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了根据本实用新型的传热管的表面的结构；以及

图2示意性示出了根据本实用新型的传热管的轴向剖视图。