CN101738129B - 用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置。它可以获得换热管束所要求的振型、频率和振幅，达到既提高换热效率，又避免了换热管束疲劳破坏。其结构为：它包括进水管和脉动流管，两者均与管道阀门连接；在脉动流管上设有与弹性换热管管束的浮动质量块相一一对应的出水口，脉动流发生装置安装在脉动流管上和/或出水口上。

Description

用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置
技术领域
本发明涉及一种用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置。
背景技术
管壳式换热器在能源动力、石油化工等工业领域有着十分广泛的应用，换热器的强化换热技术对节能降耗具有重要意义。其中被动强化换热技术由于不需要外界高品质能量输入而达到强化换热的目的，是当前重要的研究方向。
利用流体诱导传热元件振动实现强化换热是被动强化换热的一种形式，可将换热器内对流体振动诱导的严格防止转变为对振动的有效利用，使传动元件在低流速下的对流换热系数大幅度的提高，并利用振动抑制传热元件表面污垢，减低污垢热阻，实现复合强化传热。
中国发明专利“浮动盘管-热管两级加热汽水热交换器”(申请号：92106727.5)和“弹性管束汽水热交换机组”(申请号：94110563.6)提出一种平面弹性管束传热元件，利用流体诱导管束振动进行强化换热，这种管束具有两个固定端和一个浮动质量端。中国发明专利“空间螺旋弹性强化换热管束及其支撑装置”(申请号：200810015875.3)提出一种空间螺旋弹性强化换热管束，管束分为单螺旋型和双螺旋型，双螺旋型换热管上有浮动质量块。上述发明的工作原理是壳程流体横掠过换热管束，利用不同流体介质以及流体的不同流动速度，诱导传热元件实现所需要的振动，以满足换热管束实现不同振型的设计要求。浮动质量块是流体诱导换热管振动的主要部件，是影响换热管束振型、频率和振幅的重要部分。
上述结构的缺点是首先当换热器制造安装好以后，换热管束完全确定，壳体内流体介质和流速成为影响换热管束振型、频率和振幅的主要因素。通过改变壳体内流体的介质和流速获得换热管束所要求的振型、频率和振幅是很难的。其次当换热器制造安装好以后，如果流体介质或流速发生改变，则一种情况可能因流体诱导换热管束振动的频率和振幅较小，没有太好的换热效果；再一种情况可能因流体诱导换热管束振动的频率和振幅较大，换热管束会很快发生疲劳破坏。所以如何较为准确方便的获得换热管束所要求的振型、频率和振幅是弹性管束换热器强化换热的难点问题之一。
发明内容
本发明为解决目前流体诱导振动弹性管束换热器存在的问题，提出一种用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，以获得换热管束所要求的振型、频率和振幅，达到既提高换热效率，又避免换热管束疲劳破坏的目的。
本发明的目的采用下述技术方案实现：
一种用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，它包括进水管和脉动流管，两者均与管道阀门连接；在脉动流管上设有与弹性换热管管束的浮动质量块相一一对应的出水口，脉动流发生装置安装在脉动流管上和/或出水口上。
所述脉动流发生装置包括安装在脉动流管上的端部脉动流发生器以及安装在各出水口上的出水口处脉动流发生器。
所述脉动流管一端固定在下封头上，一端悬置。
本发明的用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，包括管道阀门、脉动流发生器和脉动流管。管道阀门联接进水管和脉动流管，脉动流管上有与弹性管束质量块一一对应的出水口，脉动流发生器可分别安装在脉动流管端部或者安装在出水口处。
脉动流管一端固定在下封头上，一端悬置，脉动流管上的出水口与弹性管束质量块一一对应，脉动流体由出水口流出，冲击弹性管束质量块。
使用时，通过转动管道阀门，控制进入脉动流管的流体流量和流速，在脉动流管端部或者出水口处分别选用合适的脉动流发生器，从而控制脉动流管出水口处的流体激励频率和强度，使弹性管束按照要求的振型、频率和振幅振动。达到既提高弹性管束换热器的流体诱导换热效果，又避免弹性管束换热器疲劳破坏的目的。
本发明的有益效果是：它获得换热管束所要求的振型、频率和振幅，达到既提高换热效率，又避免换热管束疲劳破坏本发明对平面弹性管束和空间弹性管束均可应用。
附图说明
图1是管道阀门联接进水管与脉动流管的结构示意图；
图2是端部安装脉动流发生器的脉动流管结构示意图；
图3是出水口处安装脉动流发生器的脉动流管结构示意图；
图4是图2所示脉动流管应用于弹性管束换热器的结构示意图；
图5是图3所示脉动流管应用于弹性管束换热器的结构示意图。
其中，1.脉动流管，2.端部脉动流发生器，3.管道阀门，4.出水口，5.出水口处脉动流发生器，6.进水管，7.下封头，8.浮动质量块，9.弹性换热管。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
图1、图2和图4中，用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，它包括进水管6和脉动流管1，两者均与管道阀门3连接；在脉动流管1上设有与弹性换热管9管束的浮动质量块8相一一对应的出水口4，在脉动流管1上安装端部脉动流发生器2。脉动流管1一端固定在下封头7上，一端悬置。
实施例2：
图1、图3和图5中，用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，它包括进水管6和脉动流管1，两者均与管道阀门3连接；在脉动流管1上设有与弹性换热管9管束的浮动质量块8相一一对应的出水口4，在各出水口4上安装出水口处脉动流发生器5。脉动流管1一端固定在下封头7上，一端悬置。
实施例3：
在本实施例中，在脉动流管1和其出水口4上分别安装端部脉动流发生器2和出水口处脉动流发生器5，其余结构与实施例1和实施例2相同，不再赘述。

Claims (3)

1.一种用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，其特征是，它包括进水管和脉动流管，两者均与管道阀门连接；在脉动流管上设有与弹性管束的浮动质量块相一一对应的出水口，脉动流发生装置安装在脉动流管进水口端部，或者安装在脉动流管出水口处。
2.如权利要求1所述的用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，其特征是，所述脉动流发生装置包括两类，一类为安装在脉动流管进水口端部的脉动流发生器，另一类为安装在脉动流管各出水口处的脉动流发生器。
3.如权利要求1或2所述的用于弹性管束换热器强化换热的振动诱导装置，其特征是，所述脉动流管进水口一端固定在弹性管束换热器的下封头上，另一端悬置。
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