本發明專利技術公開了一種采用折線板支撐的矩形縮放管管束換熱器及強化傳熱方法，所述換熱器包括筒體、置于筒體內矩形縮放管管束、置于縮放管管束間的折線板支撐物、置于矩形縮放管管束兩端的管板、與管板相連的上封頭和下封頭及換熱器管程與殼程的入出口接口，矩形縮放管管束沿筒體軸向在相鄰兩矩形縮放管間的所述凹槽處設置折線板，作為矩形縮放管管束的管間支持物。強化傳熱方法是依靠矩形縮放管的周期性折線狀縮放肋面對流體的擾動與折線板產生的管間流速均化作用使流體在管間狹縫流道處傳熱邊界層的流速與湍流度得到有效的提高，顯著強化流體的對流傳熱。本發明專利技術的換熱器可在工業的常壓氣體換熱中普遍推廣應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及換熱器，特別涉及一種。
技術介紹
在工業中普遍使用的兩大類換熱器，一是管殼式換熱器，其具有密封性好與操作彈性大的優點，但傳熱效率較差，金屬材料消耗量大，設備材料成本較高，二是板式換熱器，其優點是材料消耗量可比管殼式換熱器大幅降低(僅約其1/3 1/4)，傳熱效率高，但缺點是設備的密封性難保證，容易泄漏，操作彈性較差。采用旋流片支撐的矩形縮放管管束換熱器及其強化傳熱方法(中國專利:ZL200710029118.7)可以較好地融合管殼式換熱器機械密封性好與板式換熱器金屬消耗量少的優點，操作彈性好，傳熱效率高，但板面的承壓能力較弱，之后進一步改進采用自支撐的矩形縮放管管束換熱器及其強化傳熱方法(ZL200910215974.0)，通過采用管內自支撐的方式改善其板面支撐強度，使得矩形縮放管板面的承壓能力顯著提高，但采用旋流片作為管間支撐在對管間流體流速的均化上作用較弱，不能有效均化提高管間狹縫處流體的流速，因此使得管間的流體傳熱膜系數較低，傳熱性能欠佳，為此，專利技術人進一步采用折線板作為矩形縮放管的管間支撐物，由于折線板產生的管間流速均化作用使流體在管間狹縫流道處傳熱邊界層的流動速度與湍流度得到有效的提高，則可顯著改善和強化流體的對流傳熱。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有矩形縮放管換熱器技術在采用旋流片作為管間支撐方面，支撐物對管間流體流速的均化作用較弱，不能有效均化提高管間狹縫處流體的流速，因此使得管間的流體傳熱膜系 數較低，傳熱性能欠佳的缺點，提供一種采用折線板作為矩形縮放管的管間支撐物的矩形縮放管換熱器及其傳熱方法。本專利技術的換熱器通過下述技術方案實現: 采用折線板支撐的矩形縮放管管束換熱器，包括筒體、置于筒體內矩形縮放管管束、置于矩形縮放管管束間的折線板、置于矩形縮放管管束兩端的管板、與管板相連的下封頭和上封頭及換熱器管程與殼程的入出口接口，管程的入出口接口與上下封頭連接，殼程的入出口接口與筒體連接，所述矩形縮放管管束由多個相互平行且沿筒體軸向排列的矩形縮放管組成；所述矩形縮放管由兩塊平行的縮放肋板面在流道的兩側封閉構成，兩塊平行縮放肋板面上均壓制有若干條沿橫向間隔分置的軸向凹槽，兩板面上的凹槽底端朝向相反且相互接觸，形成管內自支撐結構；沿筒體軸向在相鄰兩矩形縮放管間的所述凹槽處設置折線板，作為矩形縮放管管束的管間支持物。為進一步實現本專利技術的目的: 有益的是，所述折線板的縱向中心線線與矩形縮放管的軸心線方向一致。有益的是，在所述筒體橫向上且位于相鄰矩形縮放管之間的所述折線板用薄扁鋼連接構成一組橫向折線板組，相鄰矩形縮放管之間的多組橫向折線板組用定位拉桿固定。有益的是，所述矩形縮放管的同一板面上的相鄰兩凹槽之間的間距相等。有益的是，相鄰矩形縮放管之間的折線板在所述板面上的凹槽處沿軸向間隔安置，折線板與相鄰的矩形縮放管的外壁相接觸。有益的是，所述矩形縮放管的板面為周期性波形起伏的折線波或曲線波，波形起伏的方向沿管的軸向，波高為矩形縮放管板間距的1. 5% 20%，波間距為矩形縮放管板間距的10% 100%。有益的是，所述矩形縮放管的板面上的凹槽是圓弧形或梯形凹槽，凹槽的深度為矩形縮放管管板間距的50%，相鄰凹槽的橫向間距為矩形縮放管管板間距的I 10倍。有益的是，所述折線板為片狀帶周期性折紋的折線板，折紋的高度為矩形縮放管板面上凹槽的底部寬度，折紋的寬度為矩形縮放管管間間距的90% 98%，折紋的長度為3 50mm,折線板長度為500_ 2000mm。有益的是，兩個相鄰矩形縮放管的間距為IOmm IOOmm ;在筒體橫向上折線板與縮放管板面上凹槽的數目相同，在軸向上兩相鄰折線板的間距為10 1000mm。本專利技術還提供采用折線板支撐的矩形縮放管換熱器實現傳熱的方法 流體在矩形縮放管管束的管內與管間兩側流動，兩側流體均在縮放肋面的擾動作用下強化傳熱，同時，折線板產生的管間流速均化作用使流體在管間狹縫流道處傳熱邊界層的流速與湍流度得到有效的提高，可顯著提高與改善流體的對流傳熱。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是通過采用折線板作為管間支撐在對管間流體流速進行均化，由于折線板產生的管間流速均化作用使流體在管間狹縫流道處傳熱邊界層的流動速度與湍流度得到有效的提高，則可顯著改善和強化流體的對流傳熱，有效均化并提高管間狹縫處流體的流速，因此提高了管間的流體傳熱膜系數，提高了傳熱性能。同時，還具備結構簡單、維護方便、便于清理和維修、成本低廉等優點，應用極為廣泛。附圖說明圖1是本專利技術換熱器的俯視示意圖。圖2是圖1沿AA線的剖視示意圖。圖3是一組橫向折線板組的正視圖。圖4是一組橫向折線板組的俯視圖。圖5是矩形縮放管的縮放肋面為周期性折線形的粗糙肋面時的側視示意圖。圖6是矩形縮放管的縮放肋面為周期性波浪形的粗糙肋面時的側視示意圖。圖7是矩形縮放管的示意圖。圖8是圖7所示矩形縮放管的俯視示意圖。圖中示出1 :下封頭；2 :管板；3 :殼程入口接口 ；4 :矩形縮放管管束；5 :筒體；6 定位拉桿；7 :薄扁鋼；8 :折線板；9 :上封頭；10 :管程入口接口 ；11 :殼程出口接口 ；12 :管程出口接口 ；13 :凹槽。具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施例不限與此。本發實施例的換熱器結構如圖1、2所示，采用折線板支撐的矩形縮放管管束換熱器，包括筒體5、置于筒體5內矩形縮放管管束4、置于矩形縮放管管束4間的折線板8、置于矩形縮放管管束4兩端的管板2、與管板2相連的下封頭I和上封頭9及管程與殼程的入出口接口 10、12、3、11，管程的入出口接口 10、12與上下封頭9、1連接，殼程的入出口接口3、11與筒體5連接，所述矩形縮放管管束4由多個相互平行且沿筒體5軸向排列的矩形縮放管組成；所述矩形縮放管由兩塊平行的縮放肋板面在流道的兩側封閉構成，兩塊平行縮放肋板面上均壓制有若干條沿橫向間隔分置的軸向凹槽13，兩板面上的凹槽13底端朝向相反且相互接觸，形成管內自支撐結構；沿筒體5軸向在相鄰兩矩形縮放管間的所述凹槽13處設置折線板8，作為矩形縮放管管束4的管間支持物。所述折線板8的縱向中心線線與矩形縮放管的軸心線方向一致。在所述筒體5橫向上且位于相鄰矩形縮放管之間的所述折線板8用薄扁鋼7連接構成一組橫向折線板組，相鄰矩形縮放管之間的多組橫向折線板組用定位拉桿6固定。所述矩形縮放管的同一板面上的相鄰兩凹槽13之間的間距相等。相鄰矩形縮放管之間的折線板8在所述板面上的凹槽13處沿軸向間隔安置，折線板8與相鄰的矩形縮放管的外壁相接觸。如圖5、圖6所示，所述矩形縮放管的板面為周期性波形起伏的折線波或曲線波，波形起伏的方向沿管的軸向，波高為矩形縮放管板間距的1. 5% 20%，波間距為矩形縮放管板間距的10% 100%。所述矩形縮放管的板面上的凹槽13是圓弧形或梯形凹槽，凹槽的深度為矩形縮放管管板間距的50%，相鄰凹槽的橫向間距為矩形縮放管管板間距的I 10倍。所述折線板8為片狀帶周期性折紋的折線板，折紋的高度為矩形縮放管板面上凹槽13的底部寬度，折紋的寬度為矩形縮放管管間間距的90% 98%，折紋的長度為3 50mm,折線板長度為500mm 2000mm。如圖7、圖8所示，兩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
采用折線板支撐的矩形縮放管管束換熱器，包括筒體（5）、置于筒體（5）內矩形縮放管管束（4）、置于矩形縮放管管束間的折線板（8）、置于矩形縮放管管束（4）兩端的管板（2）、與管板（2）相連的下封頭（1）和上封頭（9）及換熱器管程與殼程的入出口接口（10、12、3、11），管程的入出口接口（10、12）與上下封頭（9、1）連接，殼程的入出口接口（3、11）與筒體（5）連接，其特征在于：所述矩形縮放管管束（4）由多個相互平行且沿筒體（5）軸向排列的矩形縮放管組成；所述矩形縮放管由兩塊平行的縮放肋板面在流道的兩側封閉構成，兩塊平行縮放肋板面上均壓制有若干條沿橫向間隔分置的軸向凹槽（13），兩板面上的凹槽（13）底端朝向相反且相互接觸，形成管內自支撐結構；沿筒體（5）軸向在相鄰兩矩形縮放管間的所述凹槽（13）處設置折線板（8），作為矩形縮放管管束（4）的管間支持物。
【技術特征摘要】
1.采用折線板支撐的矩形縮放管管束換熱器，包括筒體(5)、置于筒體(5)內矩形縮放管管束(4)、置于矩形縮放管管束間的折線板(8)、置于矩形縮放管管束(4)兩端的管板(2)、與管板(2)相連的下封頭(I)和上封頭(9)及換熱器管程與殼程的入出口接口(10、12、3、11)，管程的入出口接口(10、12)與上下封頭(9、I)連接，殼程的入出口接口(3、11)與筒體(5)連接，其特征在于:所述矩形縮放管管束(4)由多個相互平行且沿筒體(5)軸向排列的矩形縮放管組成；所述矩形縮放管由兩塊平行的縮放肋板面在流道的兩側封閉構成，兩塊平行縮放肋板面上均壓制有若干條沿橫向間隔分置的軸向凹槽(13)，兩板面上的凹槽(13)底端朝向相反且相互接觸，形成管內自支撐結構；沿筒體(5)軸向在相鄰兩矩形縮放管間的所述凹槽(13)處設置折線板(8)，作為矩形縮放管管束(4)的管間支持物。2.根據權利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述折線板(8)的縱向中心線線與矩形縮放管的軸心線方向一致。3.根據權利要求1所述的換熱器，其特征在于:在所述筒體(5)橫向上且位于相鄰矩形縮放管之間的所述折線板(8)用薄扁鋼(7)連接構成一組橫向折線板組，相鄰矩形縮放管之間的多組橫向折線板組用定位拉桿(6)固定。4.根據權利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述矩形縮放管的同一板面上的相鄰兩凹槽(13)之間的間距相等。5.根據權利要求1至4任一項所述的換熱器，其特征在于:相鄰矩形縮放...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧先和，焦鳳，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：
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