Introduzione ai tubi scanalati

 

Il tubo scanalato è un tipo di tubo che presenta una scanalatura dopo la laminazione. Esempi comuni sono: tubo scanalato circolare, tubo scanalato ovale, ecc. Viene chiamato tubo scanalato perché la scanalatura è ben visibile nella sua sezione trasversale. Questo tipo di tubo permette al fluido di fluire attraverso le pareti, creando strutture turbolente, zone di separazione del flusso e formando vortici di diversa intensità e dimensione. Sono proprio questi vortici a modificare la struttura del flusso del fluido e ad aumentare la turbolenza in prossimità della parete, migliorando così il coefficiente di scambio termico convettivo tra il fluido e la parete.

a. Il tubo con scanalatura a rullatura consiste nel realizzare una scanalatura orizzontale o a spirale con un determinato passo e profondità dall'esterno del tubo circolare, secondo i requisiti di progettazione, formando una nervatura orizzontale o a spirale sporgente sulla parete interna del tubo, come mostrato in Figura 1. La scanalatura sulla parete esterna e la sporgenza sulla parete interna del tubo possono migliorare contemporaneamente lo scambio termico del fluido su entrambi i lati del tubo. È particolarmente adatto per potenziare lo scambio termico di fluidi monofase all'interno del tubo e per migliorare lo scambio termico per condensazione del vapore e ebollizione a film liquido del fluido all'esterno del tubo nello scambiatore di calore.

b. I tubi scanalati a spirale presentano spirali a singolo passaggio, a passaggi multipli e di altri tipi. Dopo la formatura, all'esterno del tubo scanalato a spirale si forma una scanalatura con un certo angolo di spirale, a cui corrispondono delle nervature convesse all'interno. La scanalatura a spirale non deve essere troppo profonda. Maggiore è la profondità della scanalatura, maggiore è la resistenza al flusso, maggiore è l'angolo di spirale e maggiore è il coefficiente di scambio termico del tubo scanalato. Se il fluido può ruotare lungo la scanalatura, il numero di filettature ha un effetto minimo sullo scambio termico.

c. Il tubo scanalato a croce è formato da laminazione continua a sezione variabile. La superficie esterna del tubo presenta una scanalatura trasversale che interseca l'asse del tubo a 90°, mentre la superficie interna è costituita da una nervatura convessa trasversale. Dopo che il fluido attraversa la nervatura convessa all'interno del tubo, non si genera un flusso a spirale, ma si creano gruppi di vortici assiali lungo tutta la sezione, intensificando così lo scambio termico. Il tubo filettato a croce ha inoltre un notevole effetto di potenziamento sullo scambio termico per ebollizione a film del fluido al suo interno, che può aumentare il coefficiente di scambio termico per ebollizione di 3-8 volte.


Data di pubblicazione: 11 aprile 2022