Tubo alettato rettangolare
Il tubo alettato rettangolare è una struttura tubolare che migliora l'efficienza del trasferimento di calore aggiungendo alette rettangolari sulla superficie esterna. È ampiamente utilizzato nel campo dello scambio termico. Di seguito sono riportate le sue caratteristiche principali, le applicazioni e i punti di progettazione:
1. Struttura e caratteristiche di base
Tubo base
Di solito un tubo metallico (come rame, alluminio, acciaio inossidabile), la forma può essere un tubo rotondo, un tubo piatto o un tubo rettangolare.
Alette
Lamiere rettangolari sottili saldate, estruse o avvolte sulla parete esterna del tubo per aumentare l'area di dissipazione del calore (fino a 5-20 volte l'area del tubo base).
Caratteristiche geometriche
Forma dell'aletta: rettangolare, disposizione diritta o segmentata.
Spaziatura delle alette: progettazione ottimizzata in base alle proprietà del fluido (come aria, gas di scarico) per evitare l'accumulo di polvere o l'ostruzione.
Altezza dell'aletta: influisce sull'efficienza del trasferimento di calore e sulla caduta di pressione (di solito 5-30 mm).
2. Vantaggi principali
Trasferimento di calore efficiente: le alette espandono notevolmente l'area di trasferimento di calore, particolarmente adatte per lo scambio termico gas-liquido (come i raffreddatori d'aria).
Struttura compatta: ottenere un'elevata efficienza di scambio termico in uno spazio limitato e ridurre le dimensioni dell'apparecchiatura.
Capacità anti-incrostazione: le alette rettangolari hanno un intervallo maggiore e sono più facili da pulire rispetto alle alette a spirale (adatte per fluidi polverosi e ad alta viscosità).
Personalizzazione flessibile: i parametri delle alette (altezza, spessore, spaziatura) possono essere regolati in base alle condizioni di lavoro.
3. Processo di fabbricazione
Stampaggio per estrusione: il tubo e le alette in alluminio vengono estrusi come un tutt'uno, con elevata resistenza e bassa resistenza termica di contatto (comunemente utilizzato nei condensatori dei condizionatori d'aria).
Saldatura/brasatura: le alette e i tubi base sono collegati mediante saldatura ad alta frequenza o saldatura laser (adatto per materiali in acciaio inossidabile e rame).
Avvolgimento: la striscia di metallo viene avvolta a spirale e saldata al tubo base (basso costo, ma scarsa resistenza alla temperatura).
4. Scenari applicativi tipici
Riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC)
Scambio termico aria-refrigerante nei condensatori, evaporatori e unità di aria fresca dei condizionatori d'aria.
Recupero del calore di scarto industriale
Recupero del calore di scarto dei gas di scarico delle caldaie, raffreddamento dei reattori chimici.
Energia e potenza
Raffreddamento in ingresso della turbina a gas, isola di raffreddamento ad aria della centrale elettrica.
Trasporto
Sistema di raffreddamento della batteria dei veicoli a nuova energia, radiatore della locomotiva.
5. Considerazioni e selezione della progettazione
Proprietà del fluido
Lato gas: è necessaria un'ampia area di alette (bassa conducibilità termica), come il raffreddatore d'aria.
Lato liquido: bassa richiesta di alette, concentrarsi sull'ottimizzazione della portata nel tubo (come lo scambio termico dei tubi dell'acqua).
Controllo della caduta di pressione: alette troppo dense aumenteranno la resistenza al flusso d'aria e l'efficienza e il consumo di energia devono essere bilanciati.
Selezione dei materiali
Resistenza alla corrosione: le leghe rame-nichel e i tubi in titanio sono spesso utilizzati in ambienti marini.
Ambiente ad alta temperatura: acciaio inossidabile o acciaio alluminizzato.
Pulizia e manutenzione: gli ambienti polverosi (come le caldaie) richiedono una maggiore spaziatura delle alette o una struttura staccabile.
| Tipo |
Descrizione |
Tubo base |
Specifiche alette (mm) |
| O.D. (mm) |
Passo alette |
Altezza alette |
Spessore alette |
| Incorporato |
Tubo alettato di tipo G |
16-63 |
2.1-5 |
<17 |
~0.4 |
| Estruso |
Singolo metallo metallo combinato |
8-51 |
1.6-10 |
<17 |
0.2-0.4 |
| Tubo alettato basso tubo alettato di tipo t |
10-38 |
0.6-2 |
<1.6 |
~0.3 |
| Tubo di bambù tubo ondulato |
16-51 |
8-30 |
<2.5 |
/ |
| Avvolto |
Tubo alettato di tipo l/kl/ll |
16-63 |
2.1-5 |
<17 |
~0.4 |
| Corda |
Tubo alettato a corda |
25-38 |
2.1-3.5 |
<20 |
0.2-0.5 |
| Tipo U |
Tubo di tipo U |
16-38 |
/ |
/ |
/ |
| Saldatura |
Tubo alettato saldatura HF |
16-219 |
3-25 |
5-30 |
0.8-3 |
| Tubo alettato di tipo H/HH |
25-63 |
8-30 |
<200 |
1.5-3.5 |
| Tubo alettato borchiato |
25-219 |
8-30 |
5-35 |
φ5-20 |
Ispezioni e test eseguiti
Ispezione della composizione chimica,
Test delle proprietà meccaniche (resistenza alla trazione, limite di snervamento, allungamento, svasatura, appiattimento, durezza, test di impatto),
Test di superficie e dimensioni,
Test non distruttivi,
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