Inleiding tot gegroefde buizen

 

Een gegroefde buis is een buis die na het walsen een groef heeft gekregen. Veelvoorkomende vormen zijn ronde gegroefde buizen en ovale gegroefde buizen. De naam 'gegroefde buis' is te danken aan de duidelijke groeven die in de doorsnede van de buis zichtbaar zijn. Dit type buis zorgt ervoor dat de vloeistof langs de wand van de buis stroomt en turbulentiestructuren creëert, waardoor stromingsscheidingen ontstaan ​​en wervels van verschillende intensiteit en grootte worden gevormd. Deze wervels veranderen de stromingsstructuur van de vloeistof en verhogen de turbulentie nabij de wand, waardoor de convectieve warmteoverdrachtscoëfficiënt tussen de vloeistof en de wand verbetert.

a. Gewalste groefbuis: Bij een gewalste groefbuis wordt een horizontale of spiraalvormige groef met een bepaalde spoed en diepte aan de buitenkant van de ronde buis gewalst, afhankelijk van de ontwerpvereisten. Hierdoor ontstaat een uitstekende horizontale rib of spiraalvormige rib aan de binnenwand van de buis, zoals weergegeven in Figuur 1. De groef aan de buitenwand en de uitstulping aan de binnenwand van de buis kunnen tegelijkertijd de warmteoverdracht van de vloeistof aan beide zijden van de buis verbeteren. Deze techniek is met name geschikt voor het versterken van de warmteoverdracht van eenfasige vloeistoffen in de buis en het verbeteren van de warmteoverdracht door stoomcondensatie en vloeistoffilmkoken van de vloeistof buiten de buis in de warmtewisselaar.

b. Spiraalvormige buizen zijn er in enkelvoudige en meervoudige spiraalvormen, en andere typen. Na het vormen ontstaat er een groef met een bepaalde spiraalhoek aan de buitenkant van de buis, met overeenkomstige bolle ribben aan de binnenkant. De spiraalgroef mag niet te diep zijn. Hoe dieper de groef, hoe groter de stromingsweerstand, hoe groter de spiraalhoek en hoe hoger de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de buis. Als de vloeistof langs de groef kan circuleren, heeft het aantal windingen weinig invloed op de warmteoverdracht.

c. De kruisgegroefde buis wordt gevormd door continu walsen met variabele dwarsdoorsnede. De buitenkant van de buis is voorzien van een dwarsgroef die de buisas onder een hoek van 90° kruist, en de binnenkant van de buis is voorzien van een dwarsgegroefde, bolle rib. Nadat de vloeistof door de bolle rib in de buis is gestroomd, ontstaat er geen spiraalvormige stroming, maar axiale wervelingen over de gehele doorsnede, waardoor de warmteoverdracht wordt versterkt. De kruisgegroefde buis heeft ook een sterk versterkend effect op de warmteoverdracht bij filmkoken van de vloeistof in de buis, waardoor de warmteoverdrachtscoëfficiënt bij koken met een factor 3 tot 8 kan toenemen.


Geplaatst op: 11 april 2022