管内具有导流片的棱锥形翅片换热管
技术领域
本申请涉及一种管内具有导流片的棱锥形翅片换热管。
背景技术
制冷机组冷凝器采用管壳式换热器时，其中往往设置多采用过冷换热管，其内通过湿蒸汽，其外部通过冷凝液，一方面，使得管外冷凝液进一步冷却，达到过冷状态，以便提高整机效率；另外一方面，管内湿蒸汽吸收管外冷凝液的热量，使其达到干蒸汽甚至过热蒸汽状态。这样就可以使压缩机的安全性得到保证。此装置也可用于套管式换热器，达到同样目的。所谓套管式换热器，是在冷凝换热管外设置直径大的管道，简称为套管。换热管与套管之间形成的环状通道通过冷凝液，换热管内流过湿蒸汽，同样，换热管外侧的冷凝液被进一步冷却，达到过冷态，而管内的蒸汽吸收热量达到过热态。为了提高两侧流体的换热效率，在换热管外侧增设翅片与在换热管内表面设置螺旋槽道，即双面强化措施，此方法是有效的，综合换热系数通常可以提高2-4倍。中国专利CN 102654372 A“一种棱锥形翅片冷凝管”中提出：冷凝换热管外设置若干个孤立翅片，且翅片围绕高度方向的中心轴向扭曲，呈扭曲棱锥形状翅片；管体内壁面上设置螺旋槽道形成的螺旋凸起，以强化管内流体换热。但是，这种换热管的加工方法比常规的强化冷凝换热管复杂，常规的加工方法是通过管内设置磨具，其上面设置槽道，同时外面也设置另一个的磨具，通过向下挤压，于是，管外的翅片与管内的槽道同时成型。此加工机械俗称“轧丝机”。而棱锥形冷凝管与常规的高效冷凝管加工方法完全不同。其外表面棱锥形翅片是通过车刀在外表面进行犁切、向上翻折成型的。这种加工车床俗称“挑刺机”。而管内的槽道的形成过程与常规加工方法大致相同，是通过管内放入磨具，通过外部施加机械力向下挤压成型，但是由于管外没有设置磨具，其外表面为光面，需要利用“挑刺机”加工出棱锥形翅片。综上所述，棱锥形冷凝管必须分为两道工序加工完成。具体加工步骤如下，首先，通过“轧丝机”加工出管内表面的槽道；然后拆卸下换热管，再装在“挑刺机”上加工外面的棱锥形翅片。显然，这种加工方法费事、费工，增加了加工成本。
发明内容
本申请目的是：针对上述技术问题，提出一种管内具有导流片的棱锥形翅片换热管，其流换热系数高，加工方便快捷且加工成本低。
本申请的技术方案是：
一种管内具有导流片的棱锥形翅片换热管，包括管体，所述管体的外表面设置棱锥形翅片，所述管体内固定设置有其外缘边与该管体的内表面抵靠布置的导流片，并且所述导流片的周缘制有若干个向内凹陷的缺口，从而在所述导流片的外缘边与所述管体的内表面之间形成有过流通道。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述导流片的中部开设有圆孔。
所述圆孔的直径为2-3mm。
所述缺口为圆弧形。
所述导流片上共设置有至少三个所述缺口，并且各个所述缺口围绕所述导流片的中心轴线均匀间隔布置。
所述过流通道的面积为所述管体截面积的20％-40％。
通过对所述管体的外壁径向挤压变形而使得所述导流片与所述管体的内表面紧密抵靠且相互固定。
通过对所述管体的外壁径向挤压变形，而使得所述管体的内壁形成有两圈径向向内凸出的环形凸起，所述导流片被夹于这两个环形凸起之间。
所述导流片为不锈钢或者铜合金材质。
所述棱锥形翅片的高度为0.5-2.5mm，所述棱锥形翅片的外表面围绕其高度方向的中心轴周向扭曲。
本申请的优点是：
1、本申请在换热管管体内设置导流片，并在导流片的周缘设置向内凹陷的缺口，从而改变了管内局部通流面积，因而提高了导流片处流速。由于缺口出现在靠近管体壁面的部位，加速的流体流过后，直接冲击管体壁面。根据边界层理论，流体对流换热的传热热阻主要存在于壁面附近的边界层内，因此冲击管体壁面的流体可以破坏边界层，提高对流换热系数。
2、流体沿导流片通过时，会造成导流片背部中心区域的负压情况，而本申请在导流片的中部贯通开设了一个圆孔，可供少量流体通过，由前述圆孔连通导流片的前后流场，减小导流板后负压区的影响，于是大大减少了形状阻力，克服管内阻力损失过大的问题。
3、本申请无需在换热管内表面设置内槽道，制作时通过对管体的径向挤压而固定内部的导流片，加工方便快捷且加工成本低。
附图说明
图1为本申请实施例中棱锥形翅片换热管的轴向剖面图；
图2为图1的A-A向截面图；
图3为本申请实施例中导流片的结构示意图；
图4为本申请实施例中套管式换热器的轴向剖面图。
其中：1-管体，101-环形凸起，2-棱锥形翅片，3-导流片，301-缺口，302-圆孔，4-过流通道，5-套管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本申请，应理解这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围，在阅读了本申请之后，本领域技术人员对本申请的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
图1至图3示出了本申请这种棱锥形翅片换热管的一个具体实施例，其包括管体1，管体的外表面设置众多规则排布的棱锥形翅片2，前述棱锥形翅片2是具有一定扭转变形的非标准棱锥结构，具体地：棱锥形翅片2的外表面围绕其高度方向的中心轴周向扭曲一定度数。一般来说，棱锥形翅片2的外表面围绕其高度方向的中心轴周向扭曲的最大角度优选为10°-70°，棱锥形翅片2的高度优选为0.5-2.5mm，
本实施例的关键改进在于：管体1内固定设置有多个沿着该管体长度方向间隔布置的导流片3，导流片3的外缘边与该管体1的内表面抵靠布置，并且导流片3的周缘制有四个向内凹陷的缺口301，从而在导流片3的外缘边与管体1的内表面之间形成有过流通道4。
本实施例在换热管管体1内设置导流片3，并在导流片3的周缘设置向内凹陷的缺口301，从而改变了管内局部通流面积，因而提高了导流片3处流速。由于缺口301出现在靠近管体壁面的部位，加速的流体流过后，直接冲击管体壁面。根据边界层理论，流体对流换热的传热热阻主要存在于壁面附近的边界层内，因此冲击管体壁面的流体可以破坏边界层，提高对流换热系数。
流体沿导流片通过时，会造成导流片3背部中心区域的负压情况，因此本实施例在导流片3的中部还贯通开设了一个圆孔302，可供少量流体通过，由前述圆孔302连通导流片的前后流场，减小导流板后负压区的影响，于是大大减少了形状阻力，克服管内阻力损失过大的问题。
各导流片3上圆孔302不宜过大也不宜过小，其直径优选为2-3mm。
本实施例中，导流片3周缘的缺口301为圆弧形结构。
每块导流片3上的缺口301并不局限为四个，也可以是一个、两个、三个或更多个。而为了更好地提升对流换热系数，各个缺口301最好围绕导流片3的中心轴线均匀间隔布置。
上述四条过流通道4的(总)面积最好为管体1截面积的20％-40％。
在本实施例中，通过对管体1的外壁径向挤压变形而使得导流片3与所述管体1的内表面紧密抵靠且相互固定，完全借助管体1对导流片3的径向挤压力实现管体1与导流片3的相互固定。具体地：通过对管体1的外壁径向挤压变形，而使得管体1的内壁对应于每块导流片3的位置均形成有两圈径向向内凸出的环形凸起101，导流片3被夹于这两个环形凸起101之间。
上述导流片3一般采用不锈钢或者铜合金材质。
再参照图4所示，在实际应用时，可将本实施例的换热管布置于套管5内部，制成套管式换热器。
当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
