[实用新型]蒸发换热管

说明书

本申请涉及一种蒸发换热管，其包括由金属带弯曲焊接形成的圆形的管体，管体的内表面制有在该管体的轴向方向上依次间隔排列的多个槽道，多个槽道中的每一个均分别在垂直于管体的轴线的圆周方向上延伸，槽道口的宽度小于槽道底壁，槽道底壁设置有向槽道口隆起的隆起部，两个槽道侧壁中的每一个槽道侧壁与槽道底壁之间均具有锐角夹角，槽道底壁具有比槽道口更大的在所述轴向方向上的宽度尺寸，且第一槽道侧壁与第二槽道侧壁呈“八”字型设置。本申请以提高蒸发换热管的换热效果。本申请针对性地设计换热管内表面的微小槽道，通过对槽道结构的优化设计，增强了其毛细力，提高蒸发换热管的换热效果。

技术领域

本申请涉及换热管领域，尤其是一种蒸发换热管。

背景技术

蒸发器主要有两种：满液式蒸发器与干式蒸发器。满液式蒸发器中，换热管完全浸没在制冷剂液体中，制冷剂可与换热管的壁面充分接触；干式蒸发器由于管内制冷剂受到流型的限制，制冷剂不能与换热管的壁面充分接触，其换热能力只有满液式蒸发器的一半左右。具体而言，干式蒸发器的工作方式：换热管内流过氟利昂等低温工质，同时与管外的热流体进行热交换发生相变而形成蒸汽。即，入口为液体，出口为蒸汽。其相变过程中存在气相、液相和气液交界面，界面间存在两相质量、动量和能量交换。由于气相可压缩，所以界面容易变形，于是，在流动过程中构成不同的界面组合，即流型转变。对于换热管水平布置的卧式干式蒸发器，管内的流型包括：泡状流、塞状流、层状流、波状流、块状流和环状流。这些流型中部分流动状态是：在重力作用下，液体在换热管的下部，上部为气态，如层状流、波状流和塞状流等。这种情况下，只有部分传热面积与液态制冷剂相接触产生相变，而另外一部分传热面积只与气相接触而不发生相变。目前干式蒸发器中采用的强化换热管为内螺纹管，即，换热管内壁面上设置多条螺旋状槽道。

中国专利CN85103367A公开的技术为：换热管内表面设置许多条螺旋沟纹，各螺旋沟螺旋沟纹之间的螺脊截面的形状为三角形或者梯形，因而螺旋沟纹的截面形状相应为三角形或者梯形。

中国专利CN2539948Y公开的技术为：内表面制有多条螺纹齿，该齿型横断面为三角形，相邻螺纹齿间的螺纹沟槽呈梯形；沿齿顶上开有规则间距的切断脊式小沟槽，因而称为断续齿内螺纹管。

以上专利的发明者都强调了内表面的螺旋沟槽起到了扰动元作用，可以对流体的流动进行扰动，破坏了单相流体的边界层，强化了对流换热提高了换热系数。不过，仍有进一步优化的空间。

发明内容

发明人经过大量的实验和研究分析认为：换热管内表面的微细沟槽还可以起到吸液芯的作用。根据流体力学，微细沟槽可以产生毛细力压头，该压头可以克服重力作用，将换热管底部的液体输送到液面以上，湿润原来仅与气相接触的面积，增加了制冷剂与换热面的接触面积，从而提高了换热效率。毛细压头的大小决定了输送液体的多少，而毛细压头大小除了与液体和壁面材料的性质有关外，还受到了毛细槽道的几何形状的影响。毛细槽道的最大毛细压头如下式表示：

其中：

ΔPmax----最大毛细压头；

σ---表面张力；

rc---有效毛细半径。

式(1)中的有效毛细半径与微细毛细槽道几何形状有关。目前，常规换热管内的螺旋槽道多为开口大底边小的梯形状，其毛细作用十分有限，输送液体的能力受到很大限制。同时，由于加工条件限制，目前换热管内的槽道均呈螺旋状，将液体输送到一定垂直高度时，液体沿槽道的流动距离较长，影响了液体的向上输运，减少了管内上部壁面的得液量，导致换热管内上部壁面的出现较为严重的干涸现象，不利于换热管的换热性能提升。