[实用新型]变角度螺旋折流板换热器传热强化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热器强化装置，具体的说，涉及了一种变角度螺旋折流板换热器传热强化装置。

背景技术

螺旋折流板换热器相较于传统的弓形折流板换热器具有流动阻力小、传热系数高、无流动死区、不易结垢、不会产生管束震动的优点，受到广泛关注和应用，但是由于连续曲面难以加工，工程中实际使用的螺旋折流板大多采用扇形面板首尾搭接形成近似的螺旋曲面，其结构按照壳程流体的流动可分为壳程进口螺旋流动未充分发展段、螺旋流动充分发展段及出口段，其中，壳程进口螺旋流动未充分发展段的换热性能最差，该段的长度越长，对换热器的性能影响越大。另外，现有的研究表明，螺旋角的增大会导致该壳程进口螺旋流动未充分发展段的长度增加，壳程进口螺旋流动未充分发展段长度约为相应的折流板螺旋角下一个周期的折流板长度，但是大螺旋角在大型器械中的应用是必不可少的。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、缩短壳程进口螺旋流动未充分发展段的长度、强化壳程流体螺旋流动、壳程换热性能提高的变角度螺旋折流板换热器传热强化装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种变角度螺旋折流板换热器传热强化装置，包括安装在换热器内的由N个扇形面板连续搭接形成的近似螺旋曲面，所述近似螺旋曲面的每个螺距段包括2-4块所述扇形面板，位于所述换热器的壳程进口端的所述近似螺旋曲面的第一个螺距段的螺旋角小于其它螺距段的螺旋角，N是大于1的自然数。

基上所述，所述第一个螺距段的螺旋角为10°，所述其它螺距段的螺旋角度为20°。

基上所述，靠近所述换热器壳程进口端的多个螺距段的螺旋角均小于剩余螺距段的螺旋角。

基上所述，靠近所述换热器壳程进口端的多个螺距段的螺旋角自第一个螺距段开始逐渐增大。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型在现有螺旋折流板换热器的基础上，将第一个螺距段的螺旋角度改小，从而提高了壳程进口段流体的流动强度，缩短壳程进口螺旋流动未充分发展段长度，壳程流体螺旋流动程度提高，最终达到强化换热器传热的目的。

进一步的，在螺旋角度为20°的螺旋折流板换热器中，首个螺距段的螺旋角度为10°时，效果最佳，若继续减小其角度，壳程的传热系数变化不大，该角度设置过于小时，换热器单位压降下的传热系数会变小。

进一步的，壳程进口端的多个螺距段的螺旋角均小于剩余螺距段的螺旋角，提高了进口段的流体流动强度，强化换热。

进一步的，靠近所述换热器壳程进口端的多个螺距段的螺旋角自第一个螺距段开始逐渐增大，利用前述原理进行设置，螺旋角逐步增大，流体强度逐步缓慢提升，快速到达稳定。

其具有设计科学、缩短壳程进口螺旋流动未充分发展段的长度、强化壳程流体螺旋流动、壳程换热性能提高的优点。

附图说明

图1是本实用新型中变角度螺旋折流板换热器传热强化装置的结构示意图。

图2是本实用新型的中具有该变角度螺旋折流板换热器传热强化装置的换热器的结构示意图。

图中，1.近似螺旋曲面；2.第一个螺距段；3.其它螺距段；4.壳程进口。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种变角度螺旋折流板换热器传热强化装置，包括安装在换热器内的由N个扇形面板连续搭接形成的近似螺旋曲面1，N是大于1的自然数，所述近似螺旋曲面1的每个螺距段包括4块所述扇形面板，位于所述换热器的壳程进口端的所述近似螺旋曲面1的第一个螺距段2的螺旋角小于其它螺距段3的螺旋角，本实施例中，所述第一个螺距段2的螺旋角为10°，所述其它螺距段3的螺旋角度为20°。随折流板第一个螺距段的螺旋角的减小，换热器壳程进口螺旋流动未充分发展段长度减小，整体螺旋流动状态增加，壳程传热性能增加，换热器性能提高。当螺旋角减小到10o时，继续减小折流板螺旋角，换热器壳程传热系数变化不大，螺旋角继续减小到一定程度时，换热器单位压降下的传热系数会减小。故螺旋折流板整体螺旋角为20o时，折流板进口端第一个螺旋周期螺旋角取10o时的变角度螺旋折流板装置性能达到最优。

实施例2