CN107966063A - 一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管 - Google Patents

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叶涛
彭泰铭
王树信
刘阳荷
霍伟业
贾改艳
龙姝豪
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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Abstract

本发明涉及一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，包括从上至下竖直排布的第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元；所述第一换热单元包括第一椭圆管和第一翅片，所述第一椭圆管的正下部设置有能够均匀导流的所述第一翅片；所述第二换热单元包括第二椭圆管和第二翅片；所述第二椭圆管的正上部和正下部均设置有能够均匀导流的所述第二翅片；所述第三换热单元包括第三椭圆管和第三翅片，所述第三椭圆管的正上部设置有能够均匀导流的所述第三翅片；第一换热单元的第一翅片与第二换热单元中正上部的第二翅片相连，第三换热单元的第三翅片与第二换热单元中正下部的第二翅片相连。本发明能够改善传热管导流性能。

Description

一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管
技术领域
本发明涉及降膜蒸发技术领域，特别是涉及一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管。
背景技术
水平降膜蒸发管，管外发生液体蒸发相变换热，管内发生蒸汽冷凝相变换热，在其传热管两侧均发生相变传热，传热系数很高，并且具有真空低相变温度、小温差传热运行的特点，高效传热传质、节能的优点相当突出，近年来在MVR蒸发***中应用发展迅速。但是，目前的强化传热技术大都存在一个普遍问题。不论是圆型降膜蒸发管、椭圆型降膜蒸发管或半椭圆降膜蒸发管，两侧成膜流体在其底部都会形成汇流，而该汇流又会作为下排管束的“喷淋液”，而对于此“喷淋液”有以下几方面问题：1.该“喷淋液”依靠重力的作用下流，流量较大时在撞击到下排换热管时会发生液滴飞溅现象，使管外流体不能充分利用，从而增大了布液量。2.该“喷淋液”在尾部汇流时会受到涡流扰动，导致下落轨迹不一定为垂直下落，从而引发下排换热管两侧流体流量的不均匀分布，出现换热管一侧有“干斑”出现，另一侧液膜厚度过厚的现象。该现象导致换热管没有充分利用，不利于换热。3.该“喷淋液”在柱状下流过程中并不能产生充分蒸发换热，仅为下排散热管提供降膜液，所以对于空间的利用不够充分，可能导致整个换热器外型比较大。因此，解决此问题对于节约布液量、增强换热、稳定流体流动和减小整体换热器体积有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，改善传热管导流性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，包括第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元；所述第一换热单元包括第一椭圆管和第一翅片，所述第一椭圆管的正下部设置有能够均匀导流的所述第一翅片；所述第二换热单元包括第二椭圆管和第二翅片；所述第二椭圆管的正上部和正下部均设置有能够均匀导流的所述第二翅片；所述第三换热单元包括第三椭圆管和第三翅片，所述第三椭圆管的正上部设置有能够均匀导流的所述第三翅片；所述第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元从上至下竖直排布，且第一换热单元的第一翅片与第二换热单元中正上部的第二翅片相连，第三换热单元的第三翅片与第二换热单元中正下部的第二翅片相连。
所述第二换热单元为多个，多个第二换热单元竖直排布，且位于上方的第二换热单元正下部的第二翅片与位于下方的第二换热单元正上部的第二翅片相连。
所述第一椭圆管的长度和第一翅片的长度一致。
所述第二椭圆管的长度和第二翅片的长度一致。
所述第三椭圆管的长度和第三翅片的长度一致。
所述第一翅片的宽度和第二椭圆管正上部的第二翅片的宽度均满足第一椭圆管与第二椭圆管之间的间距。
所述第三翅片的宽度和第二椭圆管正下部的第二翅片的宽度均满足第二椭圆管与第三椭圆管之间的间距。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明将带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管代替了传统的圆形换热管，其优点在以下三个方面：其一，导流翅片可以隔绝换热管两侧流体，使得换热管两侧流量在每一排保持相等，使每一排都可以实现均匀布液。其二，导流翅片可以使换热管尾部流体贴壁流至下排换热管，避免了尾部流体由于自由下落碰撞到下排换热管而引起的飞溅情况，进而节约了布液量。其三，导流翅片增大了换热面积，使得流体在两换热管之间也可以降膜蒸发，进而增强换热管的整体换热性能，适当时可以减少换热管排数，减少管内流体流程，降低阻力，节约能源。
另外，本发明根据蒸汽冷凝后剩余量的减少对换热管进行了多管程布设，合理设计不同管程换热管的数量，保证各管程换热管内蒸汽的流量基本相同，使不同管程换热管都保持较高换热效率，减少了管材使用量。
附图说明
图1为本发明第一换热管单元的截面结构示意图
图2为本发明第一换热管单元的立体结构示意图
图3为本发明第二换热管单元的截面结构示意图
图4为本发明第二换热管单元的立体结构示意图
图5为本发明第三换热管单元的截面结构示意图
图6为本发明第三换热管单元的立体结构示意图
图7为本发明三单元结合换热管结合的截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，如图7所示，包括第一换热单元A、第二换热单元B和第三换热单元C。如图1和图2所示，所述第一换热单元A包括第一椭圆管1和第一翅片2，所述第一椭圆管1的正下部设置有能够均匀导流的所述第一翅片2。如图3和图4所示，所述第二换热单元B包括第二椭圆管3和第二翅片4；所述第二椭圆管3的正上部和正下部均设置有能够均匀导流的所述第二翅片4。如图5和图6所示，所述第三换热单元C包括第三椭圆管5和第三翅片6，所述第三椭圆管5的正上部设置有能够均匀导流的所述第三翅片6。所述第一换热单元A、第二换热单元B和第三换热单元C从上至下竖直排布，且第一换热单元A的第一翅片1与第二换热单元B中正上部的第二翅片4相连，第三换热单元C的第三翅片6与第二换热单元B中正下部的第二翅片4相连。
由此可见，本发明通过对普通换热管在结构上的优化，有利于实现均匀布液，改善传热管导流性能。减少飞溅情况，进而节约布液量。增大换热面积，增强换热管整体换热性能。
如图7所示，所述第二换热单元B为多个，多个第二换热单元B竖直排布，且位于上方的第二换热单元正下部的第二翅片与位于下方的第二换热单元正上部的第二翅片相连。即布液器下方第一排换热管束为第一换热单元，中间排换热管束可根据换热需求选择合适数量的第二换热单元，最后一排换热管束为第三换热单元。
本发明根据蒸汽冷凝后剩余量的减少对换热管进行了多管程布设，合理设计不同管程换热管的数量，保证各管程换热管内蒸汽的流量基本相同，使不同管程换热管都保持较高换热效率，减少了管材使用量。
值得一提的是，本实施方式中不同该换热管所带均匀导流翅片的长度与换热管一致。也就是说，所述第一椭圆管的长度和第一翅片的长度一致。所述第二椭圆管的长度和第二翅片的长度一致。所述第三椭圆管的长度和第三翅片的长度一致。导流翅片宽度满足上下管间距，即所述第一翅片的宽度和第二椭圆管正上部的第二翅片的宽度均满足第一椭圆管与第二椭圆管之间的间距；所述第三翅片的宽度和第二椭圆管正下部的第二翅片的宽度均满足第二椭圆管与第三椭圆管之间的间距。
不难发现，本发明中导流翅片可以隔绝换热管两侧流体，使得换热管两侧流量在每一排保持相等，使每一排都可以实现均匀布液。导流翅片还可以使换热管尾部流体贴壁流至下排换热管，避免了尾部流体由于自由下落碰撞到下排换热管而引起的飞溅情况，进而节约了布液量。另外，导流翅片增大了换热面积，使得流体在两换热管之间也可以降膜蒸发，进而增强换热管的整体换热性能，适当时可以减少换热管排数，减少管内流体流程，降低阻力，节约能源。

Claims (7)

1.一种带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，包括第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元；所述第一换热单元包括第一椭圆管和第一翅片，所述第一椭圆管的正下部设置有能够均匀导流的所述第一翅片；所述第二换热单元包括第二椭圆管和第二翅片；所述第二椭圆管的正上部和正下部均设置有能够均匀导流的所述第二翅片；所述第三换热单元包括第三椭圆管和第三翅片，所述第三椭圆管的正上部设置有能够均匀导流的所述第三翅片；所述第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元从上至下竖直排布，且第一换热单元的第一翅片与第二换热单元中正上部的第二翅片相连，第三换热单元的第三翅片与第二换热单元中正下部的第二翅片相连。
2.根据权利要求1所述的带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，所述第二换热单元为多个，多个第二换热单元竖直排布，且位于上方的第二换热单元正下部的第二翅片与位于下方的第二换热单元正上部的第二翅片相连。
3.根据权利要求1所述的带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，所述第一椭圆管的长度和第一翅片的长度一致。
4.根据权利要求1所述的带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，所述第二椭圆管的长度和第二翅片的长度一致。
5.根据权利要求1所述的带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，所述第三椭圆管的长度和第三翅片的长度一致。
6.根据权利要求1所述的带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，所述第一翅片的宽度和第二椭圆管正上部的第二翅片的宽度均满足第一椭圆管与第二椭圆管之间的间距。
7.根据权利要求1所述的带均匀导流翅片的半椭圆降膜换热管，其特征在于，所述第三翅片的宽度和第二椭圆管正下部的第二翅片的宽度均满足第二椭圆管与第三椭圆管之间的间距。
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