專利名稱：一種傳熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳熱元件，具體涉及一種等直徑圓形截面螺旋狀傳熱管。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)換熱器上常用的傳熱管主要包括螺旋槽管、橫槽紋管、縱槽管、縮放管、內(nèi)翅管以及波紋管等，其強化傳熱機理主要依靠減薄邊界層厚度、增加壁面的換熱面積以及加強壁面附近流體的擾動等，在換熱得到強化的同時，均不同程度存在某些不足，如流阻增大、結(jié)焦結(jié)垢甚至堵塞、安全性降低以及加工費用增加等，在實際推廣應(yīng)用中受到一定局UiLBercles A E. Handbook of heat transfer applications. New York :McCraw_Hill,1985 ；以及 Webb R L. Principles of Enhanced Heat Transfer. John Wiley & Sons, NewYork, ISBN 0-471-57778-2(1994)。為了克服或彌補上述傳熱管及其強化傳熱機理的不足之處，過增元等人從能量方程出發(fā)，提出了強化傳熱的場協(xié)同原理，認為流體對流換熱的性能取決于速度場與熱流場的協(xié)同，在相同的速度和溫度邊界條件下，它們的協(xié)同程度越好，換熱強度就越高；見CuoZ Y, Li Z Y, Wane B X. A novel concept for convective heat transfer enhancement.Iht. J. Heat Mass Transfer, 1998,41 (2) :2221 2225?，F(xiàn)有的采用場協(xié)同原理的新型傳熱管主要包括扭曲橢形截面換熱管、交叉橢形截面換熱管、急擴加速流縮放管以及管段和/或管段截面呈異型/形的強化換熱管等，見(1)孟繼安1999年提出的扭曲橢形截面換熱管，中國專利號97221659. 6 ;(幻孟繼安2004年提出的交叉橢形截面換熱管，中國專利號00136122. 8 ； (3)鄧先和、陳穎、張亞君2004年提出的急擴加速流縮放管，中國專利號03273853. 6 ； (4)孟繼安、過增元、胡桅林等2005年提出的管段和/或管段截面呈異型/形的強化換熱管，中國專利號03138077. 8。它們主要利用管內(nèi)截面變化誘導(dǎo)產(chǎn)生的強烈二次流和縱向渦流改變速度場與溫度場之間的協(xié)同關(guān)系來實現(xiàn)換熱的強化，流阻相對于傳統(tǒng)傳熱管有一定程度的降低，但由于管內(nèi)強烈的二次流和縱向渦流的存在，導(dǎo)致管內(nèi)流動局部阻力明顯增加，在換熱增強的同時功耗也相應(yīng)增加，綜合節(jié)能效果還不夠突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種傳熱管，在強化換熱的同時，解決現(xiàn)有傳熱管管內(nèi)流動局部阻力增加過大的問題，通過傳熱管等直徑圓形截面螺旋式流道迫使管內(nèi)流體整體向前旋流，改變速度場與溫度場之間協(xié)同關(guān)系，有效抑制管內(nèi)流動局部阻力的產(chǎn)生，在沿程阻力增加較小的情況下，實現(xiàn)同功耗下?lián)Q熱增強的效果。本發(fā)明的一種傳熱管，其特征在于其任一橫截面形狀均為相等直徑的圓形，傳熱管內(nèi)徑d為1 2000mm，壁厚b為0. 1 20mm;傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線或者以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線；傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線時，在笛卡爾坐標系中滿足下述方程χ = aXcos θ ,
其中，χ、y、ζ分別為圓柱形螺旋線上各點在笛卡爾坐標系中χ、y、ζ軸的坐標，螺旋半徑a為0. 1 1000mm，變量θ為弧度，螺旋線節(jié)距S為1 5000mm ；傳熱管中心軸線為以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線時，單個導(dǎo)程W內(nèi)中心軸線在笛卡爾坐標系中符合下述方程確定的三次樣條曲線El
權(quán)利要求
1. 一種傳熱管，其特征在于其任一橫截面形狀均為相等直徑的圓形，傳熱管內(nèi)徑d為1 2000mm，壁厚b為0. 1 20mm;傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線或者以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線； 傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線時，在笛卡爾坐標系中滿足下述方程
全文摘要
一種傳熱管，屬于傳熱元件，在強化換熱的同時，解決現(xiàn)有傳熱管管內(nèi)流動局部阻力增加過大的問題。本發(fā)明任一橫截面形狀均為相等直徑的圓形，傳熱管內(nèi)徑d為1～2000mm，壁厚b為0.1～20mm；傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線或者以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線。本發(fā)明通過傳熱管等直徑圓形截面螺旋式流道迫使管內(nèi)流體整體向前旋流，改變速度場與溫度場之間協(xié)同關(guān)系的同時，有效抑制管內(nèi)流動局部阻力的產(chǎn)生，在沿程阻力增加較小的情況下，實現(xiàn)同功耗下?lián)Q熱增強的效果。
文檔編號F28F1/00GK102564189SQ20121001365
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉偉, 劉志春, 楊昆, 楊杰, 楊金國, 王英雙, 范愛武, 馬良, 黃曉明 申請人:華中科技大學(xué)