CN102109283A - 每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器 - Google Patents
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Abstract
一种每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，涉及管翅换热器技术领域，包括沿着气体流动方向排列的换热管和套在换热管上的翅片，所述沿着气体流动方向排列的换热管为扁管，在翅片上设有套装扁管的孔，每个孔的上下两侧分别冲压出三对三角型小翼式涡产生器，并在翅片上留有三角形小孔，第一对涡产生器的前缘点分别位于孔的前端切线，三对涡产生器在流向方向相邻距离分别等于1/3倍的装扁管孔长度。本发明传热系数大，换热效率高，换热能力大大提高，从而使扁管翅片散热器综合性能较好，可以节省大量资源。扁管管翅换热器具有流动通道变化平缓，可有效减小气侧流体的流动阻力、降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及管翅换热器技术领域，特别是一种每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器。
背景技术
管翅换热器广泛用于各行各业。扁管管翅换热器是最适合移动设备用换热器，比如汽车水箱，内燃机车用换热器，扁管管翅换热器可以是管带式或穿片式，前者更像板翅式换热器。如无特别说明，“管翅换热器”中“管”一般指圆管，现有绝大部分关于管翅换热器片型的专利仅涉及圆管管翅换热器。而扁管管翅换热器和圆管管翅换热器无论在管型结构还是在换热器制造工艺方面都截然不同。
不论圆管还是扁管管翅换热器，其运行费用取决于管翅换热器的传热性能。为了满足节能减排的要求，管翅换热器的强化传热非常重要。对于常用的管翅换热器，一般液体工质在管内流动，气体在管外侧流动，由于气体的比热很小，使得在传热过程中的热阻主要集中在气侧。在气侧安装翅片以增加换热面积减小气测的热阻是提高换热的有效措施。但是翅片表面温度和管子表面温度之差随着远离管子表面距离的增加而增加，降低了换热性能，同时也受到经济性的限制使得翅片的面积不能无限的增加。为了进一步提高管翅换热器的传热性能，在翅片表面设置涡产生器是一种有效的强化传热措施。在翅片表面冲压出的涡产生器在流体中可以产生漩涡，造成二次流动，促进冷热流体间的混合，可以有效地强化翅片表面的换热性能。
扁管管翅换热器具有流动通道变化平缓，可有效减小气侧流体的流动阻力、降低能耗。现有的研究表明扁管管翅更适合采用涡产生器来增强主流方向的涡通量。对于扁管管翅换热器，上游由涡产生器产生的纵向涡及和管型诱导的马蹄形涡在向下游传播时会发生衰减现象，明显降低翅片下游的换热能力，尤其对于长轴较长的扁管管翅片型。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了进一步提高长轴较长扁管管翅片型的换热性能，同时减小流动阻力损失，从而提供一种降低流动阻力、降低能耗、提高翅片换热能力的每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器。
本发明采用下述技术方案解决上述技术问题：
一种每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，包括沿着气体流动方向排列的换热管和套在换热管上的翅片，所述沿着气体流动方向排列的换热管为扁管，在翅片上设有套装扁管的孔，每个孔的上下两侧分别冲压出三对三角型小翼式涡产生器，并在翅片上留有三角形小孔，第一对涡产生器的前缘点分别位于孔的前端切线。
所述三对涡产生器在流向方向相邻距离分别等于1/3倍的孔的长度。
所述扁管两侧涡产生器的横向距离等于孔宽度的1.5～3.0倍。
所述涡产生器的两直角边长之比为2。
所述涡产生器的高度等于翅片间距的0.6～1.0倍。
所述涡产生器的底边与来流方向形成一钝角夹角θ为115°～135°。
本发明相对没有在翅片上冲压出涡产生器的扁管管翅换热器，传热系数大，换热效率高，换热能力大大提高，从而使扁管翅片散热器综合性能较好，可以节省大量资源。扁管管翅换热器具有流动通道变化平缓，可有效减小气侧流体的流动阻力、降低能耗。当流体流经涡产生器时，在涡产生器处及涡产生器下游会产生纵向涡，在流体中产生伴随主流的二次流动，所产生的二次流向下游传递到较远位置，使管外气体通道内冷热气体不断得到混合，可以有效地提高翅片表面的换热性能。三对涡产生器有固定的位置，消除了上游由涡产生器产生的纵向涡及和管型诱导的马蹄形涡会在下游衰减并与下游的涡进行叠加，明显提高了换热器的换热能力。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明翅片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
参见图1、图2 ，本发明是一种每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，包括沿着气体流动方向排列的换热管和套在换热管上的翅片4。本发明的换热管采用的是扁管3，扁管3的排列可以为顺排或者叉排方式。在翅片4上设有套装扁管3的孔5，每个孔5的上下两侧分别翻边冲压出三对三角型小翼式涡产生器1，并在翅片4上留下三对三角形小孔2，第一对涡产生器的前缘点分别位于孔5的前端切线，且关于孔5对称分布。冲出的三对涡产生器1在流动方向相距1/3倍的孔5长度，扁管两侧涡产生器横向距离等于孔5宽度的1.5～3.0倍。涡产生器1的两直角边长之比为2。涡产生器1的高度为翅片4间距的0.6～1.0倍，涡产生器1的底边与来流方向形成一钝角夹角θ为115°～135°。当流体流经涡产生器1时，在涡产生器1处及涡产生器1下游会产生纵向涡，在流体中产生伴随主流的二次流动。所产生的二次流向下游传递，使扁管3外侧气体通道内冷热气体不断得到混合，可以有效地提高翅片表面的换热性能。
本发明的翅片在每个扁管3两侧有6个涡产生器1，排列规则，相对百叶窗、波纹、开缝翅片等冲压模具比较简单。在翅片4预定位置冲压出涡产生器1后，将翅片4套装在扁管3上。套装好的翅片4和扁管3再通过焊接，管内试压等一系列传统工艺之后就完成了整个涡产生器式扁管管翅换热器的制作。
Claims (6)
1.一种每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，包括沿着气体流动方向排列的换热管和套在换热管上的翅片（4），其特征在于：所述沿着气体流动方向排列的换热管为扁管（3），在翅片（4）上设有套装扁管（3）的孔（5），每个孔（5）的上下两侧分别冲压出三对三角型小翼式涡产生器（1），并在翅片（4）上留有三角形小孔（2），第一对涡产生器的前缘点分别位于孔（5）的前端切线。
2.根据权利要求1所述的每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，其特征在于所述三对涡产生器（1）在流向方向相邻距离分别等于1/3倍的孔（5）的长度。
3.根据权利要求1所述的每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，其特征在于所述扁管（3）两侧涡产生器（1）的横向距离等于孔（5）宽度的1.5～3.0倍。
4.根据权利要求1所述的每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，其特征在于所述涡产生器（1）的两直角边长之比为2。
5.根据权利要求1所述的每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，其特征在于所述涡产生器（1）的高度等于翅片（4）间距的0.6～1.0倍。
6.根据权利要求1所述的每扁管六个平面涡产生器式扁管管翅换热器，其特征在于所述涡产生器（1）的底边与来流方向的钝角夹角θ为115°～135°。
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