Tube à ailettes dentelées hélicoïdales soudées

5.1. Quel type d'aileron dois-je utiliser?

Le choix entre le pied en L en aluminium et les tubes à ailettes soudés (hélicoïdaux et longitudinaux) est généralement clair - les tubes à ailettes en aluminium avec pied en L sont généralement utilisés dans les applications refroidies à l'air avec des températures de service inférieures à 400 degrés F.Dans le pied en L en aluminium catégorie, le choix entre une ailette pleine et une ailette perforée est moins clair et dépend de la question de savoir si vous voulez profiter de l'efficacité de transfert de chaleur améliorée revendiquée pour l'ailette perforée.

Dans les types d'ailettes soudées, notre expérience avec les clients indique que le choix entre les ailettes hélicoïdales et les ailettes longitudinales dépend généralement de la direction de l'écoulement du fluide à travers les ailettes, dans le but de faire passer le fluide entre les ailettes plutôt qu'à travers les ailettes. Par exemple, dans le cas d'un réchauffeur de réservoir, l'écoulement de fluide est causé par des courants de convection à l'intérieur du réservoir - lorsque le fluide à côté du tube à ailettes est chauffé, il monte verticalement et le fluide plus froid près du haut du réservoir chute verticalement. . Par conséquent, si un chauffe-réservoir doit être installé avec les tubes à ailettes orientés verticalement, le tube à ailettes longitudinal peut être le meilleur choix, car le fluide ascendant passera dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tube, et entre les ailettes. Cependant, si le réchauffeur doit être installé horizontalement, des ailettes hélicoïdales peuvent être le meilleur choix, car l'écoulement du fluide serait perpendiculaire à l'axe du tube, et entre les ailettes hélicoïdales.

Si le choix porte sur des tubes à ailettes hélicoïdales soudées, une autre décision est nécessaire: hélicoïdal ou hélicoïdal dentelé? ...

- Pour certaines configurations de tube / ailette, la dentelure hélicoïdale donne une plus grande surface que le solide, et pour d'autres configurations de tube / ailette, l'inverse est vrai. Une comparaison de la superficie peut être effectuée en utilisant les tableaux inclus dans Design Info.

- Un avantage certain de la dentelure hélicoïdale est que pour une taille de tuyau donnée, une hauteur d'ailette plus grande peut être utilisée pour dentelée que pour solide. En effet, les dentelures, ou découpes, dans la bande d'ailettes permettent de former une plus grande largeur de bande d'ailettes autour d'un tube de taille donnée sans déformation significative de l'ailette.

- On a prétendu que la dentelure hélicoïdale offre un avantage par rapport au solide hélicoïdal, en particulier pour les fluides plus légers, en ce que les segments dentelés permettent un certain écoulement latéral (ailettes croisées) de fluide le long de l'axe du tube, ce qui sert à augmenter la turbulence, ce qui rompt la couche limite thermique et l'augmentation de l'efficacité du transfert de chaleur; et ralentit également la formation de dépôts d'encrassement entre les ailettes.

Le choix du type d'aileron à utiliser vous appartient - Metalli est prêt à fournir tout type de tube à ailettes dont vous avez besoin.

5.2. Pourquoi utiliser des tubes à ailettes?

Les tubes à ailettes sont utilisés dans des applications impliquant le transfert de chaleur d'un fluide chaud à un fluide plus froid à travers une paroi de tube. La vitesse à laquelle un tel transfert de chaleur peut se produire dépend de trois facteurs: (1) la différence de température entre les deux fluides; (2) le coefficient de transfert de chaleur entre chacun des fluides et la paroi du tube; et (3) la surface à laquelle chaque fluide est exposé. Dans le cas d'un tube nu (sans ailettes), où la surface extérieure n'est pas significativement supérieure à la surface intérieure, le fluide avec le coefficient de transfert de chaleur le plus bas dictera le taux de transfert de chaleur global. Lorsque le coefficient de transfert de chaleur du fluide à l'intérieur du tube est plusieurs fois supérieur à celui du fluide à l'extérieur du tube (par exemple vapeur à l'intérieur et huile à l'extérieur), le taux de transfert de chaleur global peut être grandement amélioré en augmentant la surface extérieure du tube. tube. En termes mathématiques, le produit du coefficient de transfert de chaleur pour le fluide extérieur multiplié par la surface extérieure est amené à correspondre plus étroitement au produit du coefficient de transfert de chaleur du fluide intérieur multiplié par la surface intérieure du tube.

Donc, tout le concept des tubes à ailettes est d'augmenter la surface extérieure. À titre d'exemple, une configuration courante de tube à ailettes de tuyau de 2 "(nominal) avec des ailettes solides hélicoïdales soudées de 3/4" de haut de calibre 12 d'épaisseur avec 6 ailettes par pouce a une superficie extérieure de 8,23 pieds carrés par pied linéaire; alors que le même tuyau nu a une superficie extérieure de seulement 0,62 pi2 par pied linéaire. (Voir les informations de conception pour des tableaux détaillés des surfaces et des poids des ailettes.)

L'avantage des tubes à ailettes est qu'en augmentant le taux de transfert de chaleur global, le nombre total de tubes requis pour une application donnée est réduit, ce qui réduit également la taille globale de l'équipement et diminue le coût du projet. Dans de nombreux cas d'application, un tube à ailettes remplace six tubes nus ou plus à moins de 1/3 du coût et 1/4 du volume.

5.3. Quels matériaux sont utilisés pour les tubes à ailettes?

Pour les tubes à ailettes en aluminium à pied en L, le matériau des ailettes est l'aluminium, soit 1100-0 ou 5005. Le matériau du tube est généralement de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable ou du laiton; cependant le tube peut être de n'importe quel matériau.

Pour les tubes à ailettes dentelées hélicoïdales soudées solides et soudées hélicoïdales, les matériaux des ailettes et des tubes peuvent être n'importe quelle combinaison qui peut être soudée ensemble en utilisant le processus GMAW (soudage à l'arc gaz-métal).

Pour les tubes à ailettes longitudinales soudées, les matériaux des ailettes et des tubes peuvent être n'importe quelle combinaison qui peut être soudée par résistance ensemble.

Les matériaux choisis pour une application donnée sont fonction de la température de service, de l'environnement corrosif et / ou de l'environnement érosif. Les matériaux de tube courants utilisés pour nos gammes de produits soudés comprennent: l'acier au carbone, le carbone moly, le chrome moly, l'acier inoxydable, l'Inconel et l'Incoloy. Les matériaux courants d'aileron incluent: l'acier au carbone; aciers inoxydables des types 304, 310, 316, 321, 409 et 410; Nickel 200 et Inconel.