一种肋片间距布置的集热管及其集热器

本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种内肋片集热管及其集热器。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、在太阳能集热器中，集热管中的流体因为受热形成汽液两相流，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管道，产生强烈震动和噪声，严重地威胁设备运行安全。

4、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。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。

5、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、一种冷源集热管，包括管体，所述管体内壁设置肋片，肋片具有向管体中心延伸的尖部，在流体流动方向上，肋片设置为多排，所述排沿着管体的周向设置；所述集热管内流体是冷源，设距离集热管入口的距离为s，相邻排之间的距离为d，d=y1(s)，即d是以距离s为变量的函数，d’是d的一次导数，满足如下要求：

4、d’<0。

5、作为改进，d”是d的二次导数，满足如下要求：

6、d”>0。

7、作为改进，所述肋片是圆锥体，圆锥体是从内壁向管体的中心延伸。

8、一种太阳能集热器，包括集热管，所述集热管包括管体，所述管体内壁设置肋片，肋片具有向管体中心延伸的尖部，在流体流动方向上，肋片设置为多排，所述排沿着管体的周向设置；所述集热管内流体是冷源，设距离集热管入口的距离为s，相邻排之间的距离为d，d=y1(s)，即d是以距离s为变量的函数，d’是d的一次导数，满足如下要求：

9、d’<0。

10、作为改进，d”是d的二次导数，满足如下要求：

11、d”>0。

12、作为改进，所述肋片是圆锥体，圆锥体是从内壁向管体的中心延伸。

13、作为改进，换热器是卧式管壳式换热器，壳程包括壳体，壳体内设置折流板。

14、与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

15、本发明提供一种新式结构的集热管，不断的在汽液两相流流体输送过程中分隔汽相和液相，从而减少震动和噪音，强化传热。。

技术特征：

1.一种肋片间距布置的集热管，包括管体，所述管体内壁设置肋片，肋片具有向管体中心延伸的尖部，在流体流动方向上，肋片设置为多排，所述排沿着管体的周向设置；所述集热管内流体是冷源，设距离集热管入口的距离为s，相邻排之间的距离为d，d=y1(s)，即d是以距离s为变量的函数，d’是d的一次导数，满足如下要求：

2.如权利要求1所述的冷源集热管，d”是d的二次导数，满足如下要求：

3.如权利要求1所述的内肋片集热管，其特征在于，所述肋片是圆锥体，圆锥体是从内壁向管体的中心延伸。

4.一种集热器，包括集热管，所述集热管包括管体，所述管体内壁设置肋片，肋片具有向管体中心延伸的尖部，在流体流动方向上，肋片设置为多排，所述排沿着管体的周向设置；所述集热管内流体是冷源，设距离集热管入口的距离为s，相邻排之间的距离为d，d=y1(s)，即d是以距离s为变量的函数，d’是d的一次导数，满足如下要求：

5.如权利要求4所述的集热器，其特征在于，d”是d的二次导数，满足如下要求：

6.如权利要求4所述的集热器，其特征在于，所述肋片是圆锥体，圆锥体是从内壁向管体的中心延伸。

技术总结本发明提供了一种肋片间距布置的集热管及其集热器，包括管体，所述管体内壁设置肋片，肋片具有向管体中心延伸的尖部，在流体流动方向上，肋片设置为多排，所述排沿着管体的周向设置；所述集热管内流体是冷源，设距离集热管入口的距离为S，相邻排之间的距离为D，D=Y1(S)，即D是以距离S为变量的函数，D’是D的一次导数，满足如下要求：D’<0。本发明提供一种新式结构的集热管，不断的在流体输送过程中分隔汽相和液相，从而减少震动和噪音，强化传热。技术研发人员：刘汉涛,郭旭桓,贾建东受保护的技术使用者：中北大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29