Un tube rainuré est un type de tube présentant des rainures obtenues par laminage. On trouve couramment des tubes rainurés circulaires ou ovales. Il est ainsi nommé car les rainures sont bien visibles sur sa section. Ce type de tube permet au fluide de s'écouler le long de la paroi, créant des zones de décollement et des vortex d'intensités et de tailles variables. Ce sont ces vortex qui modifient la structure de l'écoulement et augmentent la turbulence près de la paroi, améliorant ainsi le coefficient de transfert thermique par convection entre le fluide et la paroi.

a. Tube à rainures roulées : ce procédé consiste à rouler une rainure horizontale ou hélicoïdale, d'un pas et d'une profondeur déterminés, sur la surface extérieure d'un tube circulaire, conformément aux exigences de conception. Il en résulte la formation d'une nervure horizontale ou hélicoïdale saillante sur la paroi intérieure du tube, comme illustré sur la figure 1. La rainure sur la paroi extérieure et la nervure sur la paroi intérieure permettent d'améliorer simultanément le transfert de chaleur du fluide de part et d'autre du tube. Ce procédé est particulièrement adapté pour renforcer le transfert de chaleur d'un fluide monophasique à l'intérieur du tube et améliorer le transfert de chaleur par condensation de vapeur et ébullition pelliculaire du fluide à l'extérieur du tube, au sein de l'échangeur de chaleur.

b. Les tubes à rainures hélicoïdales existent en versions à une ou plusieurs passes, entre autres. Après formage, une rainure d'angle d'hélice est formée à l'extérieur du tube, et des nervures convexes correspondantes sont présentes à l'intérieur. La profondeur de la rainure ne doit pas être excessive. Plus la rainure est profonde, plus la résistance à l'écoulement est importante, plus l'angle d'hélice est grand et plus le coefficient de transfert thermique du tube rainuré est élevé. Si le fluide peut circuler librement le long de la rainure, le nombre de spires a peu d'influence sur le transfert thermique.

c. Le tube à rainures transversales est obtenu par laminage continu à section variable. Sa face extérieure présente une rainure transversale perpendiculaire à son axe, tandis que sa face intérieure est munie d'une nervure convexe transversale. Le passage du fluide à travers cette nervure ne génère pas d'écoulement spiralé, mais crée des groupes de vortex axiaux sur toute la section, ce qui renforce le transfert de chaleur. Le tube à rainures transversales améliore considérablement le transfert de chaleur par ébullition pelliculaire, pouvant multiplier le coefficient de transfert de chaleur par 3 à 8.