本发明属于换热领域,尤其涉及一种内肋片集热管及其集热器。
背景技术:
1、随着现代社会经济的高速发展,人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺,造成价格的不断上涨,同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重,这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源,特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。
2、太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,而且资源量巨大,地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10 18 kw·h,为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项,然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦),而且又是不连续的,这给大规模的开发利用带来一定困难。因此,为了广泛利 用太阳能,不仅要解决技术上的问题,而且在经济上必须能同常规能源相竞争。
3、太阳能利用装置是将太阳光能转化为热能,通过热能将水从低温加热到高温,以满足人们在生活、生产中的热水使用需求。利用太阳能这种清洁能源有利于减少非可再生能源的使用,降低碳的排放。
4、汽液两相流换热广泛地存在于集热管中,汽液两相流在换热过程中因为汽相的存在,会导致换热效率低,恶化换热,流体流动过程不稳定,而且会导致水锤现象的发生。当两相工质的汽液相没有均匀混合且不连续流动时,大尺寸的液团会高速地占据汽团空间,导致两相流动不稳定,从而剧烈地冲击设备与集热管道,产生强烈震动和噪声,严重地威胁设备运行安全。
5、现有技术中也存在相应的解决方案,例如cn109654917a中提出了一种解决方案。集热管体中设置径向延伸的多根径向杆,所述径向杆上设置多根从径向杆向流体流动相对的方向延伸的肋片,所述肋片具有尖部,所述尖部朝着流体流动相对的方向延伸。通过尖部来解决汽液两相流存在的问题。但是上述解决方式采用径向杆的方式,使其制造困难,而且因为中部设置径向杆及其肋片,导致了流动阻力增加,而且因为肋片远离集热管的内壁,从而使得肋片集热管换热效果不好,从而影响了流体的换热,无法起到很好的稳流作用。
6、因此针对上述问题,本发明提供了一种新式结构的内肋片集热管,解决了汽液两相流存在的水锤现象,同时也解决集热管换热的情况下的换热系数低及其制造困难的的问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种新的内肋片集热管,从而解决前面出现的技术问题。
2、为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
3、一种内肋片集热管,包括集热管体,集热管体内的流体是汽液两相流,所述集热管体内部设置肋片,其特征在于,所述肋片是圆锥体,圆锥体是从内壁向集热管体的中心延伸,圆锥体包括底部和尖部,所述圆锥体的底部设置在集热管体内壁上,圆锥体的尖部向中心延伸。
4、作为改进,肋片分别设置在下部和上部;沿着流体的流动方向,集热管体的上部设置的肋片和集热管体的下部设置的肋片间隔设置。
5、作为改进,沿着集热管内的流体的流动方向,集热管体上部的肋片分布密度大于下部的分布密度。
6、作为改进,所述肋片向集热管体的中心延伸的长度是集热管体直径的0.2-0.4倍。
7、作为改进,肋片向集热管体的中心延伸的长度是集热管体直径的0.25-0.35倍。
8、作为改进,圆柱体底部的直径是圆锥体高度的0.15-0.35倍。
9、作为改进,圆柱体底部的直径是圆锥体高度0.20-0.30倍。
10、一种太阳能集热器,包括集热管,所述集热管就是权利要求1-7之一的内肋片集热管。
11、与现有技术相比较,本发明具有如下的优点:
12、本发明相当于在集热管内壁上设置圆锥体内肋片,增加了集热管内壁的换热面积,达到了强化传热的目的,同时因为圆锥体的尖部朝向集热管的圆心,使得汽液两相流中的汽泡在接触到内肋片尖部时候被刺破,从而使得汽相分割成小的汽泡,避免大的汽泡的产生,同时也减少汽泡在内壁上导致的换热恶化,促使汽相顺畅流动,起到稳定流量的作用,避免水锤现象发生,具有减振降噪的效果,提高换热效果。
1.一种太阳能集热管,包括集热管体,集热管体内的流体是汽液两相流,所述集热管体内部设置肋片,其特征在于,所述肋片是圆锥体,圆锥体是从内壁向集热管体的中心延伸,圆锥体包括底部和尖部,所述圆锥体的底部设置在集热管体内壁上,圆锥体的尖部向中心延伸。
2.如权利要求1所述的内肋片集热管,其特征在于,肋片分别设置在下部和上部;沿着流体的流动方向,集热管体的上部设置的肋片和集热管体的下部设置的肋片间隔设置。
3.如权利要求1所述的内肋片集热管,其特征在于,沿着集热管内的流体的流动方向,集热管体上部的肋片分布密度大于下部的分布密度。
4.如权利要求1所述的内肋片集热管,其特征在于,所述肋片向集热管体的中心延伸的长度是集热管体直径的0.2-0.4倍。
5.如权利要求4所述的内肋片集热管,其特征在于,肋片向集热管体的中心延伸的长度是集热管体直径的0.25-0.35倍。
6.如权利要求1所述的内肋片集热管,其特征在于,圆柱体底部的直径是圆锥体高度的0.15-0.35倍。
7.如权利要求6所述的内肋片集热管,其特征在于,圆柱体底部的直径是圆锥体高度0.20-0.30倍。
8.一种太阳能集热器,包括集热管,所述集热管就是权利要求1-7之一的内肋片集热管。
