Версия для печати 
Невозможно представить эффективную работу аппаратов воздушного охлаждения без такой детали. Почти каждая металлическая коммуникация может похвастаться отличной теплопередачей. Со временем обычные гладкие трубы были усовершенствованы. Удалось совершить прорыв в производстве терморегулирующего оборудования. От труб зависит вся работа такого аппарата и его эффективность. Оснащенные металлическими ребрами, такие трубы обладают существенно повышенной теплопередачей. Они находят применение и в быту, и в промышленности. Невозможно представить устройство современного теплообменника без такой детали, как оребренные трубы.
- Используются в быту и в тяжелой промышленности;
- Оребрение способствует отводу тепла в теплообменниках для заморозки газов или обогрева строений;
- Теплообменная поверхность, не имеющая аналогов в мире.
Сегодня без таких труб невозможно представить качественный прибор теплообмена. Есть несколько технологий производства и немало способов применения.
От того, каким способом была произведена труба, зависят ее основные характеристики. Это определяет возможный спектр применения, поэтому выбирать изделие нужно с умом.
Рекомендуется делать полный расчет теплообмена в условиях, предполагающих эксплуатацию трубы.
Как производятся оребренные трубы?
Существует три способа производства труб. Выбор определенного метода зависит от того, какие характеристики изделию необходимо придать.
Существует три основных способа производства:
- Накатный способ оребрения;
- Алюминиевое навивание;
- Приварочное навивание.
Наиболее часто используется автоматизированное оребрение. Этот процесс подразумевает прохождение спирали вокруг внутренней трубы – несущего элемента конструкции. Довольно дешевый способ и не требующий специального оборудования.
Какими свойствами обладают качественные оребренные трубы?
После завершения производственных работ, при соблюдении всех технологий, можно получить такой продукт:
- Изделие с высоким показателем теплопередачи;
- Сопротивлением механическим воздействиям и нагрузкам;
- Со способностью выдерживать повышенное давление и резкие смены эксплуатационных условий.
Все эти параметра играют важную роль в работе любого оборудования теплообмена и приходятся очень кстати, если необходимо установить теплообменник в условиях агрессивной среды.
Процесс оребрения труб
Для того, чтобы организовать качественный теплообмен между холодной и теплой средой необходимо правильно провести процесс оребрения теплообменных труб. Труба оснащается ребрами для увеличения теплообменной поверхности, ведь ее размер пропорционален количеству выделяемого тепла. Ребра способны увеличить площадь поверхности во много раз.
Это действительно выгодный и важный процесс. Если, к примеру, установить теплообменное оборудование на гладкую трубу, чтобы получить такой же теплообмен потребуется в 12 раз больше трубок, что означает существенное подорожание оборудования и увеличение его размеров. При этом также будет требоваться больше воды, которая должна пройти по этим трубкам.
- Спиралевидное оребрение. Навивка стальной ленты на трубу. Самый распространенный способ;
- Продольное. Редко используется и только в специальных теплообменных устройствах.
Само нанесение ребристой текстуры делается при помощи специального оборудования. Специальный стан с накатными элементами формирует структуру ребер. Он позволяет обрабатывать трубу из стали диаметром от 16 до 58 мм. Применяется также станок, вальцующий ленту в несущую трубку. Он отличается более простой конструкцией.
Медная же оребренная труба изготавливается полностью без использования сварки и накатки. Она считается дорогостоящей, а ее изготовление наиболее сложным. При помощи резцов на медной трубе формируются ребра.
Очень важно перед выбором трубы с тем или иным оребрением провести тепловой расчет и помнить о том, где и как устанавливается теплообменник.
Без этого все коэффициенты, накатки и спирали не имеют никакого значения.
Что такое коэффициент оребренных труб?
Во многих таблицах можно увидеть этот параметр. Означает он степень оребрения трубы. То есть степень соотношения всех ребер к поверхности неоребренных участков.
Такая формула применяется, в основном, для спирального оборудования. Накатный способ оребрения подразумевает отсутствие гладких участков вовсе.
Изделия с более высоким коэффициентом способны к лучшей теплопередаче, но этот параметр не является главным при выборе.
Устройство оребренных труб
Трубы могут быть биметаллическими или монометаллическими. Они состоят из двух частей:
- Внутренняя труба, которая выполняет несущую функцию. Чаще всего изготавливается из стали, но может быть и из цветных металлов. Главное требование к материалу – он должен обладать сопротивлением температурным воздействиям и повышенному давлению, а также не поддаваться коррозии;
- Наружные ребра также производят из стали или цветных металлов. Именно они способны отлично передавать тепло.
Процесс оребрения внутренней трубы может быть произведен несколькими методами.
Как дополнительно повышаются характеристики оребренных труб?
Для некоторых нужд трубам необходимо иметь термостойкое покрытие повышенной эффективности. Изделия покрываются окисью магния и обжигаются. Перед этим важно обезжирить поверхность труб. После этого оберенные трубы можно применять без страха практически во всех отраслях:
- Дополнительное повышение коэффициента свойства теплопередачи;
- Сильное сопротивление возникновению коррозии;
- Производительность оборудования возрастает в полтора раза;
- Долговечность достигает нескольких десятков лет при правильном использовании и своевременном уходе за элементами оборудования;
- Даже особенно резкие перепады температуры и изменения окружающей среды не смогут повлиять на работу оборудования;
- Появляется возможность использовать оребренные трубы в агрессивной среде, что актуально для химической промышленности и атомной энергетики.
Где применяются оребренные трубы?
Множество отраслей промышленности сильно нуждается в таком элементе. Основные сферы, где нельзя обойтись без труб такого типа:
- Отопление жилых помещений и хозяйственных построек;
- Машиностроение. Здесь оребренные трубы нашли свое применение в производстве компрессоров и холодильных устройствах, а также маслоохлаждающего оборудования;
- Нефтеперерабатывающая промышленность и химическое производство использует трубы при работе и газо- нагревающими и охлаждающими приборами;
- В атомной энергетике также трубы являются основным компонентом воздухонагревателей и сушильных башен;
- Важный элемент кондиционеров воздуха;
- Теплообменные агрегаты.
Это далеко не полный перечень сфер применения труб. С каждым днем их преимущества становятся все более очевидными для специалистов разных обалстей.
Самые распространенные места, где применяются оребренные трубы
Хоть спектр применения данного изделий очень широк, выделяют три основные сферы, где сегодня невозможно обойтись без ребристой трубы:
- Отопительная система жилых домов. Для многоквартирных и загородных домов такое оборудование становится настоящим спасением зимой в тех регионах, где преобладает суровый климат;
- Обогрев нежилых строений. Часто находят применение в обогреве теплиц, сараев и хранилищ;
- Оборудование климат-контроля. Трубы применяются не только в отопительных котлах и газовых колонках, но и бытовых приборах, вроде холодильников. Кроме того, их место в кондиционерах и чиллерах.
Преимущества оребренных труб
Популярность таких изделий неслучайна. Трубы изготавливаются с применением новейших технологий и отличаются по многим критериям.
- Экономически выгодное изготовление. Так как контактная сварка отличается низким энергопотреблением, процесс производства оребренных труб упрощен. Кроме того, для их изготовления не требуется редкого сырья или дорогостоящего оборудования;
- Эффективность теплообменных процессов. Оребрение влияет на конвективный теплообмен, поэтому вся труба функционирует полностью. Нет участка, который бы не участвовал в процессе теплообмена;
- Термический контакт ребер и внутреней трубы, который достигается благодаря контактной сварке;
- Низкое сопротивление термоотдачи из-за уменьшенной толщины пленки. Это способствует снижению конденсации пара жидкости.
Надежность и долговечность оребренных труб «Теплохим»
Если в процессе производства не была нарушена технология, можно не беспокоиться о том, что труба прослужит долго. Конечно, срок ее службы во многом зависит от того, где она используется.
Некоторые изделия не только плохо подвержены механическим повреждениям, но и почти неуязвимы для коррозии. Они прослужат долго даже в условиях агрессивной среды и не подведут в нужный момент.
Наша компания занимается производством теплообменного оборудования уже не первый год.
Постоянная работа над качеством изделий приносит свои плоды: все больше довольных клиентов и крупных заказов. Штат специалистов выполняет свою работу качественно, всегда уделяя внимание потребностям заказчика.
Наши партнеры, занимающиеся обработкой нефтепродуктов, оценили оребренные трубы по достоинству. Все изделия строго соответствуют государственным стандартам качества.
Заказать
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ
Оребренная труба биметаллическая с поперечно-винтовым накатыванием рёбер.
Оребренные трубы – основные конструктивные элементы аппаратов воздушного охлаждения (АВО), промышленных и бытовых отопительных радиаторов, воздушных калориферов и т.п. Именно от оребренных труб зависит эффективность работы аппаратов, их металлоемкость и, соответственно, стоимость.
Основные преимущества выпускаемых нами оребренных труб: их высокая механическая прочность, а также теплостойкость, достигаемая технологией оребрения биметаллических труб методом накатки. Кроме того, трубы обладают хорошей коррозионной стоикостью, что обеспечивает продолжительный срок эксплуатации при самых неблагоприятных климатических условиях.
Оребренные трубы очищаются с помощью пара или воды благодаря их большей жесткости, причем это не вызывает деформацию ребер.
Поперечно-винтовое накатывание ребер на алюминиевой трубе, напрессованной на гладкую латунную или стальную несущую трубу, с образованием биметаллической оребренной трубы применяют при исполнениях теплообменной секции Б1, Б2.1, Б3, Б3.1, Б4, Б4.1 (ГОСТ Р 51364-99) и температуре охлаждаемой среды до 300°С и при материальных исполнениях теплообменной секции Б5, Б5.1 и температуре охлаждаемой среды до 250°С.
Оребренная труба – сложная конструкция, каждый элемент которой выполняет особую функцию: внутренняя трубка функционирует как несущий элемент, который устойчив к воздействию избыточного давления и коррозии, а внешние ребра из алюминия, из-за своей развитой поверхности, создают хорошую теплопередачу от продукта к окружающему воздуху. Теплообменные свойства оребренных труб не раз подтверждались многочисленными исследованиями и испытаниями, а также многолетним опытом применения при изготовлении аппаратов воздушного охлаждения. Ребро накатных труб достаточно жесткое, что позволяет обеспечивать отличную тепловую передачу между ребром и несущей трубой в разном диапазоне температур. Профиль ребра различный по всему сечению и рассчитан таким образом, чтобы теплопередача осуществлялась по всей высоте ребра.
Пример условного обозначения трубы оребренной биметаллической
с поперечно-винтовым накатыванием рёбер по ТУ 3612-157-00220302-2010.
Оребренные трубы: для чего и как
Трубы с металлическими ребрами были изобретены с целью увеличения площади наружной поверхности. Такая конструкция позволяет повысить теплопередачу в 1,5 раза. Эти изделия применяются в областях, где необходим быстрый теплообмен между жидкостью в трубе и окружающей средой. Эффективность зависит от правильности выбора конструкции и сырья применительно к конкретным условиям.
Конструкция
Независимо от материала, изделия этого вида по устройству одинаковы. Отличаются они только деталями – формой лепестков и коэффициентом оребрения. «Сооружение» собирается из двух составляющих:
- Основа – это труба, изготовленная из материала с антикоррозийными свойствами. Ее задача – выдерживать давление и перепад температур. Используют стальные, чугунные и трубы из цветных металлов. В зависимости от решаемых задач по ним протекает хладо- или теплоноситель.
- Ребра, закрепляемые на основе. Так как нагрев осуществляется по всей поверхности лепестков, его эффективность остается на одном уровне независимо от температуры носителя.
Коэффициент оребрения – это величина, получаемая от деления площади выступов и участков между ними на неоребренную поверхность. Чем он больше, тем выше эффективность.
Трубы из чугуна отливаются сразу с ребрами. Для изготовления изделий из других материалов применяют:
- высокочастотную приварку элементов;
- обжим шайб;
- поперечно-винтовую накатку;
- электродуговую и контактную сварку;
- навивку с натяжением металлической ленты на основу.
Некоторые производители для повышения эффективности теплопередачи делают ребра с прорезями. Трубы, изготовленные методом накатки алюминия, могут применяться при температуре до 350 ⁰C. Конструкции, сделанные по технологии навивки стальной ленты, способны выдержать более суровые условия.
Преимущества использования термостойких труб с оребрением
Для создания термостойкого слоя поверхности покрываются окисью магния. После отжига они получают:
- увеличение коэффициента теплопередачи;
- высокую сопротивляемость к коррозии;
- длительный срок службы;
- повышенную стойкость к перепаду температур;
- отсутствие необходимости в специальном уходе, они могут работать в любых условиях;
- возможность применения в агрессивных средах.
Благодаря приобретенным достоинствам оребренные термостойкие виды имеют следующие преимущества:
- Высокая технологичность производства. Используемая контактная сварка потребляет мало энергии, для нее не нужны специальные расходные материалы и дорогостоящее оборудование.
- В промежутках между ребрами возникают турбулентные завихрения воздуха, что увеличивает интенсивность теплообмена на всех участках.
- За счет применения контактной сварки создается соединение между лепестками и основой с низким температурным сопротивлением.
- Уменьшение толщины пленки конденсата. Это связано с применением термостойкого покрытия. В результате происходит снижение уровня конденсации паров носителя.
Разновидности труб и технические характеристики
Выпускается два типа оребренных изделий: монометаллические и биметаллические. Первые изготавливаются из одного материала, вторые – из разных сплавов. Характеристики нормируются ГОСТом:
- толщина стенок – 2-12 мм;
- наружный диаметр – 20-219 мм;
- высота ребер – 8-28 мм;
- шаг витков – 3,6-25 мм;
- толщина выступов – 0,8-2,5 мм;
- длина – 1,5-24 м.
Форма ребер может быть квадратной и круглой. Прямоугольный тип эффективнее, так как у него больше площадь. Расположение выступов бывает радиальным, спиральным, продольным.
Чугунные
Изделия из этого материала давно применяются для отопления больших производственных помещений, в экономайзерах котельных. В быту из-за большого веса они используются реже. В индивидуальных системах отопления нередко устанавливается стартовая чугунная труба, чтобы быстро прогревать помещение. К достоинствам относятся:
- высокая стойкость к коррозии;
- простота монтажа;
- хорошая теплопередача;
- компактность;
- использование в паровых отопительных системах с температурой до 150 ⁰C;
- давление до 24 атм;
- маленькая стоимость.
Недостатки тоже имеются:
- скапливание трудноудаляемой пыли в межреберном пространстве;
- большой вес;
- низкая механическая прочность.
Алюминиевые
Благодаря высокой стойкости к химически активным веществам эти трубы широко применяются в промышленности. Из достоинств следует отметить:
- Неподверженность коррозии изделий, изготовленных из материала с содержанием алюминия выше 95 %. Трубы из сплавов с большим количеством добавок ржавеют, поэтому их необходимо защищать от воздействия влаги.
- Малый вес – не создает проблем при перевозке и монтаже.
- Возможность применения в агрессивных средах.
- Низкая шероховатость внутренних стенок по сравнению со стальными и чугунными аналогами – обеспечивает хорошую пропускную способность.
- Легкость механической обработки.
Алюминий высокой чистоты обладает канцерогенными свойствами, поэтому трубы из него нельзя использовать для бытовых нужд. При выборе следует учитывать, что изделия, не прошедшие обработку отжигом, закаливанием или нагартовкой, легко деформируются на холоде.
Нержавеющие
Эти трубы считаются лучшими для монтажа радиаторных отопительных систем любого типа. Они обладают следующими преимуществами:
- малым коэффициентом теплового расширения, поэтому даже длинную трубу не покоробит при сильном нагреве;
- высокой прочностью;
- долговечностью;
- хорошей сопротивляемостью к коррозии и химически активным веществам;
- жаростойкостью, что позволяет использовать нержавеющие трубы даже в высокотемпературных печах;
- сильной теплопроводностью.
Недостатков, кроме большой стоимости, не обнаружено.
Медные
Изделия из этого металла широко применяются в промышленности и быту. Их эксплуатационные преимущества обусловлены уникальными свойствами меди:
- Выдерживание нагрева до нескольких сотен градусов. При температуре 600 ⁰C они отжигаются с незначительной потерей прочности, но становятся более пластичными. Точка плавления меди – 1000 ⁰C, что позволяет делать теплообменники, устанавливаемые в топках котлов.
- Рабочее давление – до 30 атм.
- Высокая стойкость к химически активным веществам и коррозии.
- Небольшой коэффициент теплового расширения.
- Малая шероховатость – обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление. Поэтому при равенстве условий эксплуатации допускается использование труб меньшего диаметра по сравнению со стальными аналогами. На гладких стенках не образуются отложения.
- Благодаря специфике соединения медных труб на стыках проходное сечение не уменьшается.
- Медь – экологически чистый материал с антимикробными свойствами.
- Длительный срок службы (более 50 лет).
Из недостатков можно отметить самую высокую стоимость по сравнению с трубами из других материалов и сложность монтажа.
Биметаллические
Сочетание разнородных сплавов позволяет получать изделия с уникальными свойствами. Например, стальная труба, оребренная алюминием, обладает высокой прочностью и отличной теплоотдачей, что позволяет расширить сферу применения. Поскольку их начали выпускать сравнительно недавно, изучение свойств различных комбинаций до сих пор продолжается.
При изготовлении биметаллических изделий для теплообменников используются следующие сочетания материалов (труба + оребрение):
- сталь с алюминием;
- нержавейка с медью;
- латунь с алюминием;
- нержавейка с алюминием.
Совмещение разных металлов позволяет получить следующие преимущества:
- отличную теплоотдачу;
- большую механическую прочность;
- длительный срок службы;
- низкую стоимость;
- возможность использования в системах с высоким давлением теплоносителя.
Для решения конкретных задач требуются трубы с определенными свойствами, поэтому при выборе следует обращать внимание на их характеристики и производить вычисление эффективности.
Расчет коэффициента теплопередачи
Поскольку у металлов термическое сопротивление невелико, стенку трубы можно считать плоской. Тогда ее коэффициент теплопередачи от одной среды к другой находят по формулам:
- для плоской поверхности (рис. 5.10):
- В указанных формулах коэффициент теплопередачи (αпр) и площадь выступов определяются:
- где Fр – площадь одного ребра, а n – их количество.
- Исходя из того, что следует принять
Предположим, что необходимо рассчитать плотность теплового потока (q, Вт/м2), передаваемого через стенку чугунной трубы с горячей водой (t = 70 ⁰C) окружающему воздуху (t = 20 ⁰С). Температуры внутренней и наружной ее плоскости – t1 и t2 соответственно.
Толщина изделия, коэффициент теплопроводности чугуна и степень черноты поверхности равны: δс = 3мм, λ = 63 Вт/м К, c = 0,9. Конвективный коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней плоскости α1 = 3500 Вт/м2 К, от наружной стенки трубы к воздуху α2 = 6,5 Вт/м2 К.
- Для расчета возьмем t2 = 69 ⁰C. Тогда
- Используя полученный результат, определяем температуру t2:
- Расхождением между принятым и вычисленным показателем, равным 0,77 ⁰C, пренебрегают, так как на точность расчета это существенно не влияет. Определяем значение t1:
- Результат: q = 652 Вт/м², t1 = 69,8 °С, t2 = 69,77 °С.
О сфере применения
Везде, где требуется нагреть или охладить какую-либо среду за счет теплообмена, используются оребренные трубы. В кондиционерах с их помощью охлаждается воздух.
На химических и нефтеперерабатывающих предприятиях оребренные трубы применяются для нагрева и остужения агрессивных газов и жидкостей в различных установках.
В машиностроении они используются при изготовлении компрессоров, холодильников, электросушилок, маслоохладителей, воздухонагревателей и других теплообменных устройств. За счет высокой эффективности оребренных труб снижается металлоемкость систем отопления производственных и жилых помещений.
Как сделать оребрение своими руками
При самостоятельном изготовлении следует учитывать, что эффективность таких труб ниже по сравнению с заводскими образцами. В домашних условиях оребрение можно сделать на небольшом участке или короткой заготовке. В зависимости от имеющегося оборудования используют:
- сварку;
- намотку проволоки;
- насечку + сварку;
- нарезку резьбы глубокого профиля с помощью токарного станка;
- насечку + натяг.
Заключение
Благодаря небольшому весу и высокой эффективности оребренные трубы (кроме чугунных), объединенные в секции, все чаще применяются для отопления загородных домов. Их цена зависит от материала, толщины стенок, размера ребер. Стоимость изделий с термостойким покрытием больше, но они надежней. Лучшим вариантом по соотношению цена/эффективность будут биметаллические трубы.
Оребренные теплообменные трубы
Оребренные трубы широко используются в энергетике и промышленности для теплообменных устройств конвективного типа. Наиболее часто такие устройства выполняются в виде трубных пакетов, которые отличаются высокими прочностными характеристиками, технологичностью, удобством компоновки, монтажа и обслуживания.
На производство оребренных труб идет значительная доля металла, используемого в энергомашиностроении. Снизить его расход можно, применяя поперечное оребрение труб, которое позволяет максимально развить поверхность теплообмена в единице объема и значительно улучшить показатели компактности и удельной металлоемкости.
D – диаметр несущей трубы, s – высота ребра, b – толщина ребра, t – расстояние между ребрами (шаг)
Геометрические параметры оребренных труб АВО
| 9 | 49 | 10,5 | 286 | 12 000 |
| 14,6 | 56 | 14 | 333 | 12 000 |
| 20 | 57 | 15 | 400 | 12 000 |
| 22 | 57 | 15 | 433 | 12 000 |
Широкое внедрение конвективных поверхностей c поперечным оребреннием труб (например различные конструкции АВО) в энергетику и промышленность стало возможным на основе методов оребрения труб c помощью технологий:
- Накатка – на несущую трубу надевается труба большего диаметра с заданной толщиной из алюминия, из которой в последствии выдавливаются ребра методом деформации с помощью роликов станка;
- Навивка – на несущую трубу навивается внатяг алюминиевая лента, которая может иметь несколько вариантов крепления: в канавку или без.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Охладители масла «АВОМ»
В то же время существуют проблемы точных и универсальных методов расчета их теплоаэродинамических характеристик, дальнейшего совершенствования таких поверхностей, интенсификации теплообмена в них. Решение этих проблем в определенной мере сдерживалось отсутствием достоверной физической картины процессов переноса в поперечно-оребренных поверхностях.
Оребренные трубы методом навивки
Металлоемкость оребренных труб
Самая низкая металлоемкость у труб с оребрением при помощи навивки алюминиевой ленты. При данном методе получается наиболее тонкое ребро и отсутствует дополнительный слой металла поверх несущей трубы в отличие от накатки.
| Коэффициент оребрения | 22 | 22 | 20 |
| Шаг оребрения, мм | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| Средняя толщина ребра, мм | 0,33 | 0,33 | 0,735 |
| Расчетный расход алюминия на 1 м оребренной трубы, кг | 0,7 | 0,8 | 1,5 |
| Металлоемкость 1 м оребренной трубы, кг | 2,097 | 1,93 | 2,65 |
| Диаметр и толщина стенки оребренной трубы, мм | 25 х 2,5 | 25 х 2,0 | 25 х 2,0 |
Оребренные трубы специального назначения
Для интенсификации и повышения эффективности оребрения иногда используют прорези на ребрах. Ребра с насечками сложнее в изготовлении и требуют дополнительного оборудования. Для аппаратов воздушного охлаждения такие трубы не получили широкого применения.
Виды оребренных труб с интенсификацией
Оребренные трубы: виды, характеристики,производство
Оребренные теплообменные трубы
Оребренные трубы широко используются в энергетике и промышленности для теплообменных устройств конвективного типа. Наиболее часто такие устройства выполняются в виде трубных пакетов, которые отличаются высокими прочностными характеристиками, технологичностью, удобством компоновки, монтажа и обслуживания.
На производство оребренных труб идет значительная доля металла, используемого в энергомашиностроении. Снизить его расход можно, применяя поперечное оребрение труб, которое позволяет максимально развить поверхность теплообмена в единице объема и значительно улучшить показатели компактности и удельной металлоемкости.
Геометрические параметры оребренных труб АВО
| Коэффициент оребрения | Наружный диаметр, мм | Высота ребра, мм | Кол-во ребер на 1 м погонной длины | Длина трубы, мм |
| 9 | 49 | 10,5 | 286 | 12 000 |
| 14,6 | 56 | 14 | 333 | 12 000 |
| 20 | 57 | 15 | 400 | 12 000 |
| 22 | 57 | 15 | 433 | 12 000 |
Широкое внедрение конвективных поверхностей c поперечным оребреннием труб (например различные конструкции АВО) в энергетику и промышленность стало возможным на основе методов оребрения труб c помощью технологий:
- Накатка – на несущую трубу надевается труба большего диаметра с заданной толщиной из алюминия, из которой в последствии выдавливаются ребра методом деформации с помощью роликов станка;
- Навивка – на несущую трубу навивается внатяг алюминиевая лента, которая может иметь несколько вариантов крепления: в канавку или без.
В то же время существуют проблемы точных и универсальных методов расчета их теплоаэродинамических характеристик, дальнейшего совершенствования таких поверхностей, интенсификации теплообмена в них. Решение этих проблем в определенной мере сдерживалось отсутствием достоверной физической картины процессов переноса в поперечно-оребренных поверхностях.
Металлоемкость оребренных труб
Самая низкая металлоемкость у труб с оребрением при помощи навивки алюминиевой ленты. При данном методе получается наиболее тонкое ребро и отсутствует дополнительный слой металла поверх несущей трубы в отличие от накатки.
| Наименование параметра | Труба с завальцованный ребрами типа «G» | Труба с KLM ребрами | Накатное оребрение |
| Коэффициент оребрения | 22 | 22 | 20 |
| Шаг оребрения, мм | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| Средняя толщина ребра, мм | 0,33 | 0,33 | 0,735 |
| Расчетный расход алюминия на 1 м оребренной трубы, кг | 0,7 | 0,8 | 1,5 |
| Металлоемкость 1 м оребренной трубы, кг | 2,097 | 1,93 | 2,65 |
| Диаметр и толщина стенки оребренной трубы, мм | 25 х 2,5 | 25 х 2,0 | 25 х 2,0 |
Разновидности труб и технические характеристики
Выпускается два типа оребренных изделий: монометаллические и биметаллические. Первые изготавливаются из одного материала, вторые – из разных сплавов. Характеристики нормируются ГОСТом:
- толщина стенок – 2-12 мм;
- наружный диаметр – 20-219 мм;
- высота ребер – 8-28 мм;
- шаг витков – 3,6-25 мм;
- толщина выступов – 0,8-2,5 мм;
- длина – 1,5-24 м.
Чугунные
Изделия из этого материала давно применяются для отопления больших производственных помещений, в экономайзерах котельных. В быту из-за большого веса они используются реже. В индивидуальных системах отопления нередко устанавливается стартовая чугунная труба, чтобы быстро прогревать помещение. К достоинствам относятся:
- высокая стойкость к коррозии;
- простота монтажа;
- хорошая теплопередача;
- компактность;
- использование в паровых отопительных системах с температурой до 150 ⁰C;
- давление до 24 атм;
- маленькая стоимость.
Недостатки тоже имеются:
- скапливание трудноудаляемой пыли в межреберном пространстве;
- большой вес;
- низкая механическая прочность.
Алюминиевые
Благодаря высокой стойкости к химически активным веществам эти трубы широко применяются в промышленности. Из достоинств следует отметить:
- Неподверженность коррозии изделий, изготовленных из материала с содержанием алюминия выше 95 %. Трубы из сплавов с большим количеством добавок ржавеют, поэтому их необходимо защищать от воздействия влаги.
- Малый вес – не создает проблем при перевозке и монтаже.
- Возможность применения в агрессивных средах.
- Низкая шероховатость внутренних стенок по сравнению со стальными и чугунными аналогами – обеспечивает хорошую пропускную способность.
- Легкость механической обработки.
Алюминий высокой чистоты обладает канцерогенными свойствами, поэтому трубы из него нельзя использовать для бытовых нужд. При выборе следует учитывать, что изделия, не прошедшие обработку отжигом, закаливанием или нагартовкой, легко деформируются на холоде.
Оребренные трубы: применение, разновидности, производство
Невозможно представить эффективную работу аппаратов воздушного охлаждения без такой детали. Почти каждая металлическая коммуникация может похвастаться отличной теплопередачей. Со временем обычные гладкие трубы были усовершенствованы. Удалось совершить прорыв в производстве терморегулирующего оборудования.
От труб зависит вся работа такого аппарата и его эффективность. Оснащенные металлическими ребрами, такие трубы обладают существенно повышенной теплопередачей. Они находят применение и в быту, и в промышленности.
Невозможно представить устройство современного теплообменника без такой детали, как оребренные трубы.
- Используются в быту и в тяжелой промышленности;
- Оребрение способствует отводу тепла в теплообменниках для заморозки газов или обогрева строений;
- Теплообменная поверхность, не имеющая аналогов в мире.
Сегодня без таких труб невозможно представить качественный прибор теплообмена. Есть несколько технологий производства и немало способов применения.
От того, каким способом была произведена труба, зависят ее основные характеристики. Это определяет возможный спектр применения, поэтому выбирать изделие нужно с умом.
Рекомендуется делать полный расчет теплообмена в условиях, предполагающих эксплуатацию трубы.
Преимущества использования термостойких труб с оребрением
Для создания термостойкого слоя поверхности покрываются окисью магния. После отжига они получают:
- увеличение коэффициента теплопередачи;
- высокую сопротивляемость к коррозии;
- длительный срок службы;
- повышенную стойкость к перепаду температур;
- отсутствие необходимости в специальном уходе, они могут работать в любых условиях;
- возможность применения в агрессивных средах.
Благодаря приобретенным достоинствам оребренные термостойкие виды имеют следующие преимущества:
- Высокая технологичность производства. Используемая контактная сварка потребляет мало энергии, для нее не нужны специальные расходные материалы и дорогостоящее оборудование.
- В промежутках между ребрами возникают турбулентные завихрения воздуха, что увеличивает интенсивность теплообмена на всех участках.
- За счет применения контактной сварки создается соединение между лепестками и основой с низким температурным сопротивлением.
- Уменьшение толщины пленки конденсата. Это связано с применением термостойкого покрытия. В результате происходит снижение уровня конденсации паров носителя.
Как производятся оребренные трубы?
Существует три способа производства труб. Выбор определенного метода зависит от того, какие характеристики изделию необходимо придать. Существует три основных способа производства:
- Накатный способ оребрения;
- Алюминиевое навивание;
- Приварочное навивание.
Наиболее часто используется автоматизированное оребрение. Этот процесс подразумевает прохождение спирали вокруг внутренней трубы – несущего элемента конструкции. Довольно дешевый способ и не требующий специального оборудования.
Структура оребрённых труб
Оребрённая труба представляет собой конструкцию, состоящую из двух основных элеметов. Внутренний несущий элемент – это, как правило,гладкая труба из нержавеющей стали, меди, латуни, алюминия и др. Она обеспечивает устойчивость к избыточному давлению и защиту от коррозии.
Материал определяется веществом, для которого будет предназначеа труба: для пресной воды используют латунь, для морской – нержавещющую сталь или мельхиор. Внешний элемент – рёбра – призван обеспечивать теплопередачу от внутреннего вещества (например, жидкость) к внешнему воздуху.
Какими свойствами обладают качественные оребренные трубы?
После завершения производственных работ, при соблюдении всех технологий, можно получить такой продукт:
- Изделие с высоким показателем теплопередачи;
- Сопротивлением механическим воздействиям и нагрузкам;
- Со способностью выдерживать повышенное давление и резкие смены эксплуатационных условий.
Все эти параметра играют важную роль в работе любого оборудования теплообмена и приходятся очень кстати, если необходимо установить теплообменник в условиях агрессивной среды.
Процесс оребрения труб
Для того, чтобы организовать качественный теплообмен между холодной и теплой средой необходимо правильно провести процесс оребрения теплообменных труб. Труба оснащается ребрами для увеличения теплообменной поверхности, ведь ее размер пропорционален количеству выделяемого тепла. Ребра способны увеличить площадь поверхности во много раз.
Это действительно выгодный и важный процесс. Если, к примеру, установить теплообменное оборудование на гладкую трубу, чтобы получить такой же теплообмен потребуется в 12 раз больше трубок, что означает существенное подорожание оборудования и увеличение его размеров. При этом также будет требоваться больше воды, которая должна пройти по этим трубкам.
- Спиралевидное оребрение. Навивка стальной ленты на трубу. Самый распространенный способ;
- Продольное. Редко используется и только в специальных теплообменных устройствах.
Само нанесение ребристой текстуры делается при помощи специального оборудования. Специальный стан с накатными элементами формирует структуру ребер. Он позволяет обрабатывать трубу из стали диаметром от 16 до 58 мм. Применяется также станок, вальцующий ленту в несущую трубку. Он отличается более простой конструкцией.
Медная же оребренная труба изготавливается полностью без использования сварки и накатки. Она считается дорогостоящей, а ее изготовление наиболее сложным. При помощи резцов на медной трубе формируются ребра. Очень важно перед выбором трубы с тем или иным оребрением провести тепловой расчет и помнить о том, где и как устанавливается теплообменник.
Без этого все коэффициенты, накатки и спирали не имеют никакого значения.
Что такое коэффициент оребренных труб?
Во многих таблицах можно увидеть этот параметр. Означает он степень оребрения трубы. То есть степень соотношения всех ребер к поверхности неоребренных участков.
Такая формула применяется, в основном, для спирального оборудования. Накатный способ оребрения подразумевает отсутствие гладких участков вовсе.
Изделия с более высоким коэффициентом способны к лучшей теплопередаче, но этот параметр не является главным при выборе.
Устройство оребренных труб
Трубы могут быть биметаллическими или монометаллическими. Они состоят из двух частей:
- Внутренняя труба, которая выполняет несущую функцию. Чаще всего изготавливается из стали, но может быть и из цветных металлов. Главное требование к материалу – он должен обладать сопротивлением температурным воздействиям и повышенному давлению, а также не поддаваться коррозии;
- Наружные ребра также производят из стали или цветных металлов. Именно они способны отлично передавать тепло.
Процесс оребрения внутренней трубы может быть произведен несколькими методами.
Как дополнительно повышаются характеристики оребренных труб?
Для некоторых нужд трубам необходимо иметь термостойкое покрытие повышенной эффективности. Изделия покрываются окисью магния и обжигаются. Перед этим важно обезжирить поверхность труб. После этого оберенные трубы можно применять без страха практически во всех отраслях:
- Дополнительное повышение коэффициента свойства теплопередачи;
- Сильное сопротивление возникновению коррозии;
- Производительность оборудования возрастает в полтора раза;
- Долговечность достигает нескольких десятков лет при правильном использовании и своевременном уходе за элементами оборудования;
- Даже особенно резкие перепады температуры и изменения окружающей среды не смогут повлиять на работу оборудования;
- Появляется возможность использовать оребренные трубы в агрессивной среде, что актуально для химической промышленности и атомной энергетики.
Где применяются оребренные трубы?
Множество отраслей промышленности сильно нуждается в таком элементе. Основные сферы, где нельзя обойтись без труб такого типа:
- Отопление жилых помещений и хозяйственных построек;
- Машиностроение. Здесь оребренные трубы нашли свое применение в производстве компрессоров и холодильных устройствах, а также маслоохлаждающего оборудования;
- Нефтеперерабатывающая промышленность и химическое производство использует трубы при работе и газо- нагревающими и охлаждающими приборами;
- В атомной энергетике также трубы являются основным компонентом воздухонагревателей и сушильных башен;
- Важный элемент кондиционеров воздуха;
- Теплообменные агрегаты.
Это далеко не полный перечень сфер применения труб. С каждым днем их преимущества становятся все более очевидными для специалистов разных обалстей.
Самые распространенные места, где применяются оребренные трубы
Хоть спектр применения данного изделий очень широк, выделяют три основные сферы, где сегодня невозможно обойтись без ребристой трубы:
- Отопительная система жилых домов. Для многоквартирных и загородных домов такое оборудование становится настоящим спасением зимой в тех регионах, где преобладает суровый климат;
- Обогрев нежилых строений. Часто находят применение в обогреве теплиц, сараев и хранилищ;
- Оборудование климат-контроля. Трубы применяются не только в отопительных котлах и газовых колонках, но и бытовых приборах, вроде холодильников. Кроме того, их место в кондиционерах и чиллерах.
Преимущества оребренных труб
Популярность таких изделий неслучайна. Трубы изготавливаются с применением новейших технологий и отличаются по многим критериям.
- Экономически выгодное изготовление. Так как контактная сварка отличается низким энергопотреблением, процесс производства оребренных труб упрощен. Кроме того, для их изготовления не требуется редкого сырья или дорогостоящего оборудования;
- Эффективность теплообменных процессов. Оребрение влияет на конвективный теплообмен, поэтому вся труба функционирует полностью. Нет участка, который бы не участвовал в процессе теплообмена;
- Термический контакт ребер и внутреней трубы, который достигается благодаря контактной сварке;
- Низкое сопротивление термоотдачи из-за уменьшенной толщины пленки. Это способствует снижению конденсации пара жидкости.
Способы и технология производства: цена всегда отвечает за качество
Изготовление теплообменных труб возможно несколькими способами. Благодаря каждому из них создается определенный продукт с различными характеристиками и техническими свойствами.
Загрузка...
