[0083] 第一层和第二层分别是内层和外层。
[0084] 作为优选,随着L1/L2增加,a逐渐减小,b逐渐增加。通过如此设置能够进一步使得加热均匀,提高加热效率。
[0085] 作为优选,沿着热交换管内流体的流动的方向,热交换管6的管径不断的变大。主要原因如下:1)通过增加热交换管6的管径,可以减少热交换管内流体流动的阻力,使得热交换管6内加热的流体不断的向着管径增加的方向运动,从而进一步促进流体流动。2)因为随着流体的不断的流动,液体在热交换管6内不断的加热,从而使得流体体积越来越大,压力也越来越大,因此通过增加管径来满足不断增加的汽体体积和压力的变化,从而使得整体上压力分布均匀。
[0086] 作为优选,沿着热交换管内流体的流动的方向,热交换管6的管径不断的增加的幅度越来越大。上述管径的幅度变化是本申请人通过大量的实验和数值模拟得到的结果,通过上述的设置,能够进一步的促进流体流动,达到压力整体均匀。
[0087] 作为优选,热交换管6内设置多个内核部件7,所述多个内核部件7间隔设置。通过间隔设置多个内核部件7,使得流体在内核部件中加热后,进入非内核部件区域进行混合,保证加热均匀。混合后再分别进入内核部件进行加热。
[0088] 作为优选,热交换管6内设置多个内核部件7,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,内核部件7之间的间距越来越小。设距离热交换管6入口的距离为L1,相邻内核部件之间的间距为S,S=F1(L1),即S是以距离L1为变量的函数,S’是S的一次导数,满足如下要求:
[0089] S’<0;
[0090] 主要原因是进一步强化传热。通过上述设置,可以使得沿着流体流动方向加热功率越来越大,这类似于管壳式换热器的逆流运动,使得管道出口的加热温度越来越高。类似于管道出口的热源温度越来越高,使得水充分进行加热。
[0091] 通过实验发现,通过上述的设置,既可以最大程度上保持加热的整体均匀,同时可以提高加热效果。
[0092] 进一步优选,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,相邻内核部件之间的距离越来越大的幅度不断增加。即S”是S的二次导数,满足如下要求:
[0093] S”>0;
[0094] 通过实验发现,通过如此设置,能够进一步提高加热效果。需要说明的是,上述规律是申请人通过大量的实验和数值模拟得到的规律,并不是本领域的公知常识或者常规手段。
[0095] 作为优选,热交换管6内设置多个内核部件7,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,不同的内核部件长度越来越大。长度是指内核部件在热交换管延伸的方向上延伸的长度。进一步优选,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,不同的内核部件长度越来越大越来越大的幅度不断增加。原因同上。
[0096] 作为优选,热交换管6内设置多个内核部件,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,不同内核部件的每个正四边形内布置的电热元件的加热功率逐渐增加。设距离热交换管6入口的距离为L1,相邻内核部件的每个正四边形内布置的电热元件功率为W,S=F3(L1),即W是以距离L1为变量的函数,W’是W的一次导数,满足如下要求:
[0097] W’>0;
[0098] 主要原因是进一步强化传热。通过上述设置,可以使得沿着流体流动方向加热功率越来越大,这类似于管壳式换热器的逆流运动,使得管道出口的加热温度越来越高。类似于管道出口的热源温度越来越高,使得水充分进行加热。
[0099] 通过实验发现,通过上述的设置,既可以最大程度上保持加热的整体均匀,同时可以提高加热效果。
[0100] 进一步优选,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,相邻内核部件的每个正四边形内布置的电热元件功率变小的幅度不断增加。即W”是S的二次导数,满足如下要求:
[0101] W”>0;
[0102] 通过实验发现,通过如此设置,能够进一步保持加热的整体均匀,同时可以提高加热效果。需要说明的是,上述规律是申请人通过大量的实验和数值模拟得到的规律,并不是本领域的公知常识或者常规手段。
[0103] 作为优选,热交换管6内设置多个内核部件,从热交换管6的入口到热交换管6的出口,正四边形的边长越来越小。距离热交换管6入口的距离为L1,正四边形的边长为C,C=F2(L1),C’是C的一次导数,满足如下要求:
[0104] C’<0;
[0105] 主要原因是因为正四边形边长越小,则制造越困难,但是整体加热的均匀性越好。因为越到热交换管出口,应该保持水的整体加热均匀,避免加热不均匀而导致的部分烧干。
通过上述设置,可以节省成本,而且达到最好的加热均匀以及热流体产出效率。
[0106] 进一步优选, 热交换管6的入口到热交换管6的出口,正四边形的边长越来越小的幅度不断的增加。C”是C的二次导数,满足如下要求:
[0107] C”>0。
[0108] 作为优选,相邻内核部件之间的距离保持不变。
[0109] 通过实验发现,通过如此设置,能够进一步保持加热的整体均匀,同时可以提高加热效果。需要说明的是,上述规律是申请人通过大量的实验和数值模拟得到的规律,并不是本领域的公知常识或者常规手段。
[0110] 作为优选,正四边形通孔中心距离内核部件的中心越远,则热交换管延伸方向上单位长度的电阻加热器的加热功率越大。
[0111] 因为通过实验和数值模拟可以得知,越是向外,则需要加热的体积越大,尤其是最外侧,需要加热周边的水和内管内的水。本发明通过设置热交换管内电热元件距离内核部件中心的加热功率的变化,进一步提高了加热均匀度和加热效率。
[0112] 作为优选,正四边形通孔距离内核部件的中心越远,则热交换管延伸方向上单位长度的电阻加热器的加热功率越来越大的幅度不断的增加。通过如此规律设置,进一步提高了加热均匀度和加热效率。
[0113] 作为优选,沿着热交换管内流体流动方向,电热元件16的单位长度的加热功率不断的增加。主要原因是进一步强化传热。通过上述设置,可以使得沿着流体流动方向加热功率越来越大,这类似于管壳式换热器的逆流运动,使得管道出口的加热温度越来越高。类似于管道出口的热源温度越来越高,使得水充分进行加热。经过大量的实验和数值模拟,经过上述的热交换管加热功率的变化,能够进一步提高10%左右的加热效率,节省加热时间。
[0114] 作为优选,沿着高度方向,电加热棒16的单位长度的加热功率不断的减少的幅度不断的增加。
[0115] 经过大量的实验和数值模拟,经过上述的电加热棒16加热功率幅度的变化,能够进一步提高5%加热效率,进一步节省加热时间。
[0116] 作为优选,同一个内核部件内的同一个电加热棒16分为多段,沿着热交换管内流体流动方向,不同段的单位长度的加热功率不同。其中沿着热交换管内流体流动方向,不同段的单位长度的加热功率不断的增加。进一步优选,增加的幅度不断的增加。
[0117] 作为优选,每段的长度相同。
[0118] 作为优选,每段的单位长度的加热功率相同。
[0119] 具体理由如上。
[0120] 通过设置分段,可以进一步使得制造简单方便。
[0121] 通过分析以及实验得知,热交换管延伸方向内核部件之间的间距不能过大,过大的话导致热流体产生的效果不好,同时也不能过小,过小的话导致内管内容易烧干,同理,正四边形的边长也不能过大或者过小,过大导致加热不均匀,过小导致正四边形和八边形分布过密,造成流动阻力增加以及加工成本增加。因此本发明通过大量的实验,在优先满足热流体出汽量的情况下,使得阻力达到最优化,整理了各个参数最佳的关系。
[0122] 作为优选,相邻内核部件之间的距离为S1,正四边形的边长为L2,内核部件为正四边形截面,内核部件正四边形截面的边长为B2,满足如下要求:
[0123] 10*L2/B2=a-b*(S1/B2);