홈관은 파이프를 압연하여 홈을 만든 파이프의 일종입니다. 일반적으로 원형 홈관, 타원형 홈관 등이 있으며, 파이프 단면에 뚜렷한 홈이 보이기 때문에 홈관이라고 부릅니다. 이러한 홈관이 있는 파이프는 유체가 벽면을 통과할 때 난류 구조를 형성하고, 유동 박리 영역을 생성하며, 다양한 강도와 크기의 와류를 발생시킵니다. 이러한 와류는 유체의 흐름 구조를 변화시키고 벽면 부근의 난류를 증가시켜 유체와 벽면 사이의 대류 열전달막 계수를 향상시킵니다.

a. 롤링 그루브 튜브는 설계 요구사항에 따라 원형 튜브의 외측에서 일정한 피치와 깊이를 갖는 수평 홈 또는 나선형 홈을 롤링하여 튜브 내벽에 돌출된 수평 리브 또는 나선형 리브를 형성하는 공법입니다(그림 1 참조). 튜브 외벽의 홈과 내벽의 돌출부는 튜브 양쪽 유체의 열전달을 동시에 향상시킬 수 있습니다. 특히 튜브 내 단상 유체의 열전달을 강화하거나 열교환기에서 튜브 외부 유체의 증기 응축 및 액막 비등 열전달을 향상시키는 데 적합합니다.

b. 나선형 홈관은 단일 통로형, 다중 통로형 등 다양한 유형이 있습니다. 성형 후, 나선형 홈관 외부에는 일정한 나선 각도를 가진 홈이 형성되고, 내부에는 이에 상응하는 볼록한 돌출부가 있습니다. 나선형 홈은 너무 깊지 않아야 합니다. 홈이 깊을수록 유동 저항이 커지고, 나선 각도가 커지며, 홈관의 열전달막 계수가 증가합니다. 유체가 홈을 따라 회전할 수 있다면, 홈의 개수는 열전달에 미치는 영향이 미미합니다.

c. 횡홈관은 가변 단면적의 연속 롤링으로 형성된다. 관의 외면에는 관 축과 90°로 교차하는 횡홈이 있고, 내면에는 횡방향 볼록 돌기가 있다. 유체가 관 내부의 볼록 돌기를 통과할 때 나선형 흐름이 발생하는 것이 아니라, 전체 단면을 따라 축 방향 와류군이 형성되어 열전달이 강화된다. 이러한 횡홈관은 관 내부 유체의 막비등 열전달을 크게 향상시키는 효과가 있으며, 비등 열전달 계수를 3~8배까지 증가시킬 수 있다.