大口径多肋管厂家

1　换热管结构与数值分析

不连续双斜向内肋换热管

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(Discrete Doub-

le-Inclined Ribs tube , 简称 DDIR-tube), 如图 1

所示 , 是在换热管的内壁面形成许多不连续的、 与

轴线有一定夹角并向两个方向倾斜的条状凸起

物———双斜内肋. 所谓的 “不连续” 是相对于螺旋

槽管 (螺旋连续)、 螺纹管 (螺旋连续)、 横槽管

(周向连续) 而言, 是一种具有一定长度的粗糙元

(条状凸起). 管内流体在管壁上多个双斜内肋的作

用下产生多纵向涡流 , 且涡流主要集中在管壁面附

近, 从而使对流换热得到强化. 同一横截面不连续

的双斜向内肋对的数量, 应根据管径和加工方法以

及管内流动 Re 等确定, 对于工程常用 Υ19 ～ 25 的

换热管推荐选用N =3 ～ 6 对. 内肋的结构参数推

荐选用:径向高度 h = (0.02 ～ 0.05) d , 轴向长

度 L = (0.15 ～ 0.5) d (d 为基管内径), 倾斜角

C=30°～ 60°, 节距 P = (0.3 ～ 1) d.

Fig. 1　Photo of Discrete Double-Inclined Ribs tube

选取其中一个节距进行数值计算, 并假定在等

壁温边界条件下流动和热周期性充分发展的条件已

满足. 计算条件 :常物性 , 介质为水 , Re=500 ～

5×10 4 , Pr =7, 管壁温 T w =310 K, 水进口温度

T m =300 K. 数值计算采用 Fluent6.0 , 建模和网

格化采用 GAMBIT2.0. 压力与速度的解耦采用

SIMPLEC 算法 , 动量和能量等方程的离散均采用

QUICK 格式.

当 Re =1×10

4

～ 6 ×10

4

时 , 数值计算模型采

用标准 k-ε模型. 数值计算结果表明, 在不连续双

斜向内肋管内, 流体在不连续双斜向内肋对的作用

下形成强烈的 6个纵向涡流 , 与场协同分析所获得

的管内层流换热的较佳流场

[ 6]

相类似, 而且涡轴线

靠近壁面. 在 Re =500 ～ 2300 的范围内采用层流

模型的数值计算所得的阻力系数仅为实验值的

50 %～ 60%, 采用 RNG k-ε模型计算的阻力系数

与实验值比较接近, 表明不连续双斜向内肋管在

Re =500时流动已具有一定的湍流度. 与高 Re 情

况相类似, 当 Re=500～ 1×10

4

时横截面内依然有

6 个纵向涡 , 但纵向涡的流速相对要小一些. 而换

热强化效果却更为显着 , 与充分发展的直圆管相

比 , Nu 甚至可提高一个数量级, 如 Re =2000 时

Nu 提高 16.6 倍. 这是由于多纵向涡对低 Re 换热

的影响更为有效的缘故. 数值模拟还发现 , 不连续

双斜向内肋管的肋附近不存在流动死区, 而且还存

在较大的冲刷壁面的流动, 由此可以预测该强化管

还具有良好的抗结垢功能, 初步实验也证实了该特

性.

三、产品特点（优势）

1、多肋增强结构赋予了管材较高的环刚度，抗压，耐冲击性好。

2、波纹结构形成管土共同作用，抗荷载能力强。

3、具有优良的抗韧性破坏的能力，耐慢速裂纹增长性能显着提高。

4、更优异的拉伸强度，抗沉降性能较好，对沟槽基础的要求较低。

5、连接方式可靠，抗渗漏能力强。

钢带增强螺旋波纹管的优势

1、高环刚度

对于普通的埋地排水用塑料壁缠绕管来说其较大环刚度很难**过SN 8,但新结构的管材却很容易达到SN8，SN12.5及SN16，甚至更高。另一方面这种以钢管为中间层，内外层为聚乙烯塑料的钢塑复合管防腐性能也非常好。因此，这种复合防腐管材可适用于各种恶劣的环境。例如在某些沿海地区，由于土壤中含腐蚀性物质如果使用混凝土管工作寿命会很短，很希望能够使用抗腐蚀的塑料埋地排水管。但是过去因为没有高环刚度的产品无法满足设计要求，现在就可以采用金属增强缠绕结构壁管。

2、节省材料成本

除了这些性能提高了，另一个显着的优势就是节省材料成本。与其它相同直径和环刚度的塑料管相比钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管可节省近一半的材料耗费，

聚乙烯只占复合管整体重量的2/3；在塑料价格不断上涨的形势下，这对降低材料成本是非常好的解决方案。薄钢带压成钢肋后达到的环刚度就远**过很厚实的聚乙烯结构层产生的效果。适当设计钢肋的厚度和高度就可以轻易地达到要求的环刚度。在金属增强缠绕结构壁管中聚乙烯的功能就是耐腐蚀耐磨损，所以在金属增强缠绕结构壁管中钢肋用料不多，聚乙烯的用料也不需要多。

3、钢与塑料的**结合

金属增强成败的关键是要保证钢塑粘接牢固。这要求钢能牢固地粘接在塑料上，任意两层之间的分离都是不允许的。为获得较佳的结合性能，我们在管道的开发过程中做了大量的研究和试验。现在的工艺是在钢带外预涂特殊的树脂做为钢与塑料的中间层。另外，工艺温度，压力和冷却时间都要严格控制，钢塑各层都是在较合适的温度下完善地熔接。 实现金属增强的另一个要点是要保护好容易被腐蚀的金属层。在管的结构设计中钢肋是完全被内外聚乙烯覆盖的。接触被输送液体和周围土壤及地下水的内外表面都是有一定厚度的聚乙烯层。因此金属增强缠绕结构壁管的耐腐蚀和耐磨损性能是有保证的。