專利名稱：管殼式換熱器管間支撐物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于管殼式換熱器的一種管間支撐物。
美國化工學(xué)會，1984年傳熱會議論文集第236冊，80卷，第104～109頁(《AICHE Heat TransterConference Symposium Series》1984 №236，V1.80PP104～109)中公開了一種折流桿加整體低翅片管殼式換熱器。它的目的是提高管束抗振性能，降低非傳熱面上的阻力損失，其傳熱性能優(yōu)于目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的弓形隔板管殼式換熱器和環(huán)形隔板管殼式換熱器。不足之處是折流桿本身仍然是一非傳熱面，在折流桿背風(fēng)處產(chǎn)生流體渦流，除較少一部分湍流能量能傳遞到傳熱管束的傳熱面上之外，大部分的湍流能量則白白地消耗于流體的旋渦之中，難以將流體的能量損失有效地利用于傳熱面上的對流強(qiáng)化傳熱。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種可使流體在非傳熱面上的阻力損失降到最低限度的管殼式換熱器管間支撐物。這種支撐物配合適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化傳熱管(低翅片管，縮放管或橫紋管等)，就可以利用傳熱面上的粗糙度促進(jìn)傳熱面上的流體湍流度，使流體在殼程的流阻損失幾乎全部落在傳熱管束的傳熱面上，從而使流阻損失較有效地轉(zhuǎn)化為對殼程給熱系數(shù)的提高，達(dá)到良好的強(qiáng)化傳熱效果。
本實(shí)用新型采用空心環(huán)為管殼式換熱器管間支撐物?？招沫h(huán)的外徑DO由傳熱管束的管心距t和傳熱管的外徑dO的尺寸大小而定，其計(jì)算公式為DO＝
t－dO；空心環(huán)的管節(jié)長度LO＝1～1.2D；空心環(huán)的壁厚δ＝0.07～0.09D；空心環(huán)安裝縱向間距L視傳熱管的撓度而定，可為200mm～1500mm?？招沫h(huán)的結(jié)構(gòu)形式可以為管節(jié)空心環(huán)或者螺旋線空心環(huán)。螺旋線空心環(huán)的螺距L1＝0～0.25DO。
空心環(huán)應(yīng)均勻?qū)ΨQ地安裝在強(qiáng)化傳熱管(低翅片管或縮放管或橫紋管等)的管隙當(dāng)中，并使空心環(huán)的外表面與傳熱管的外表面呈線接觸。
對

如下圖1為管節(jié)空心環(huán)示意圖；圖2為螺旋線空心環(huán)示意圖；圖3為空心環(huán)支撐物安裝示意圖。
圖1、2中DO為空心環(huán)外徑；Di為空心環(huán)內(nèi)徑；LO為空心環(huán)管節(jié)長度；L1為螺旋線空心環(huán)的螺距。圖3中1為空心環(huán)；2為傳熱管；dO為傳熱管外徑；t為傳熱管心距；L為空心環(huán)安裝縱向間距。
發(fā)明人曾有如下實(shí)施例如圖3所示，傳熱管的外徑dO＝19mm，管心距t＝25mm，傳熱管呈正方形排列，空心環(huán)均勻?qū)ΨQ分布于傳熱管當(dāng)中，其外表面與傳熱管的外表面呈線接觸?？招沫h(huán)外徑DO＝16mm；空心環(huán)內(nèi)徑Di＝14mm；空心環(huán)的長度LO＝16mm；空心環(huán)安裝縱向間距L＝700mm；當(dāng)采用螺旋線空心環(huán)時(shí)，螺旋線空心環(huán)的螺距L1＝1.6mm。采納上述方案制得的強(qiáng)化傳熱管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明空心環(huán)支撐物在殼程中對流體的阻力非常小，可以在殼程設(shè)計(jì)中忽略空心環(huán)的流阻，而近似于無支撐的縱向沖刷管束的情況?？招沫h(huán)支撐物對殼程流體的對流傳熱也沒有什么影響，也可當(dāng)作無支撐的情況處理。
采用本實(shí)用新型的管殼式換熱器與現(xiàn)有技術(shù)相比，傳熱性能有明顯的提高。發(fā)明人曾做了大量的實(shí)驗(yàn)，取得了具體數(shù)據(jù)?，F(xiàn)將其主要性能參數(shù)與現(xiàn)有技術(shù)比較如下表

注AO為弓形隔板管殼式換熱器傳熱面積(m2)aO為弓形隔板管殼式換熱器殼程給熱系數(shù)(Kcal／m2hr℃)＊弓形隔板加光滑管數(shù)據(jù)，摘自韋德安《硫酸工業(yè)》第四期，1974年。
＊折流桿加雙面整體低翅片管的數(shù)據(jù)摘自美國化工學(xué)會1984年傳熱會議論文集。
通過上表的比較，即可見采用本實(shí)用新型的換熱器總傳熱系數(shù)得到明顯的提高而又大幅度地節(jié)省了傳熱面積。按常規(guī)，強(qiáng)化傳熱管的加工費(fèi)用僅占管材價(jià)格的15％左右，因此，傳熱面積的節(jié)省帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種管殼式換熱器管間支撐物，其特征在于支撐物的形狀為空心環(huán)，空心環(huán)的外徑(Do)由傳熱管束的管心距(t)和傳熱管的外徑(do)的尺寸大小而定，其計(jì)算公式為Do=
t-do；空心環(huán)的長度Lo=1～1.2Do；空心環(huán)的壁厚δ=0.07～0.09Do；縱向間距L=200mm～1500mm，空心環(huán)均勻?qū)ΨQ地安裝在強(qiáng)化傳熱管的管隙當(dāng)中，并使空心環(huán)的外表面與傳熱管的外表面呈線接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器管間支撐物，其特征在于支撐物的結(jié)構(gòu)形式為管節(jié)空心環(huán)或螺旋線空心環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋線空心環(huán)其特征在于它的螺距(L1)為0～0.25DO。
專利摘要本實(shí)用新型采用空心環(huán)為管殼式換熱器管間支撐物?？招沫h(huán)的外徑由傳熱管束的管心距和傳熱管的外徑的尺寸大小而定?？招沫h(huán)安裝縱向間距視傳熱管的撓度而定。空心環(huán)的結(jié)構(gòu)形式可以為管節(jié)空心環(huán)或者螺旋線空心環(huán)。空心環(huán)應(yīng)均勻?qū)ΨQ地安裝在強(qiáng)化傳熱管的管隙當(dāng)中，并使空心環(huán)的外表面與傳熱管的外表面呈線接觸。采用本實(shí)用新型的換熱器總傳熱系數(shù)有明顯的提高而又大幅度地節(jié)省了傳熱面積。有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號F28F9/00GK2058738SQ8921838
公開日1990年6月27日 申請日期1989年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月20日
發(fā)明者鄧先和, 鄧頌九 申請人:華南理工大學(xué)