[发明专利]一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于换热管制备技术领域，具体涉及一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法。

背景技术

换热器是能源转换、传递、存储以及利用四个环节中的关键设备，是现代工业运行和降低能耗的关键，其性能的优劣直接关系着整个生产系统是否正常可靠运行，同时也在很大程度上决定了工业生产的经济性。管束沸腾换热广泛应用于石油化工企业和发电厂的蒸发器、重沸器等多种传热设备上，其中换热管在换热器中起到了重要作用，换热管换热效率的高低直接影响换热器的传热效果。

金属多孔表面换热管由于其独特的强化传热机理和优良的传热性能，已成为一种具有广泛应用前景的新型换热管。目前制备金属多孔表面管的方法主要有两种：机械加工法和粉末烧结法。机械加工法对管材的原始尺寸公差要求严格，且只适用于软金属材料，虽然可以大量生产多孔管，但是它无法加工很小的孔隙，因而对其传热性能的提高有限。粉末烧结法制备的多孔表面管加工工艺复杂、连通性较差，且在高温下容易产生退火变形，不适合不规则表面的加工制作，而且不能用此方法制备高孔隙率多孔表面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备方法简单、设计合理、易于实现的金属纤维多孔表面换热管的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将金属管和金属纤维毡放入超声波清洗机中进行清洗，清洗干净后烘干备用；

步骤二、将步骤一中烘干后的金属纤维毡放入烧结炉中预烧结，所述预烧结温度为400℃～800℃，保温时间为1h～2h；

步骤三、将聚乙烯醇加入去离子水中，配制成聚乙烯醇溶液，然后将金属粉末加入所述聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀后得到悬浮液；所述悬浮液中聚乙烯醇、金属粉末和去离子水的质量比为2～6:5～12:100。

步骤四、将步骤三中所述悬浮液均匀涂覆在所述金属纤维毡表面，并将涂覆后的金属纤维毡包覆在金属管外表面，烘干；

步骤五、将步骤四中包覆有金属纤维毡的金属管置于烧结炉中进行烧结，之后随炉冷却，得到由金属管和多孔表面层构成的金属纤维多孔表面换热管；所述烧结温度为950℃～1300℃，保温时间为1h～3h。

上述的一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属管为不锈钢管；所述金属纤维毡为不锈钢纤维毡，所述不锈钢纤维毡的纤维丝径为φ6μm～φ80μm；步骤二中所述预烧结保护气氛为氢气、氩气或真空；步骤五中所述烧结保护气氛为氢气、氩气或真空；步骤三中所述金属粉末为不锈钢粉末，所述不锈钢粉末粒度为－800目～＋3000目。

上述的一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属管为铜管；所述金属纤维毡为铜纤维毡，铜纤维毡的纤维丝径为φ30μm～φ80μm；步骤二中所述预烧结保护气氛为氢气；步骤五中所述烧结保护气氛为氢气；步骤三中所述金属粉末为铜粉末，所述铜粉末粒度为－800目～＋3000目。

上述的一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法，其特征在于，步骤一中所述超声波清洗机中的清洗剂为无水乙醇，所述无水乙醇为分析纯；所述超声波频率为30kHz～50kHz，清洗温度为30℃～50℃，清洗时间为5min～15min。

上述的一种金属纤维多孔表面换热管的制备方法，其特征在于，步骤五中所述多孔表面层的孔隙率为80%～95%，多孔表面层的厚度0.5mm～2mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明制备方法简单，设计合理，易于实现。

2、本发明制备的金属纤维多孔表面换热管具有孔隙度高、比表面积大、汽化核心数目多和传热效率高等优点。

3、本发明制备的金属纤维多孔表面换热管能够进行大规模生产，适合工业化生产。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明制备的金属纤维多孔表面换热管的结构示意图。

附图标记说明:

1—多孔表面层；2—金属管；

具体实施方式

实施例1

金属纤维多孔表面换热管的制备：