Introdução a tubos ranhurados

 

Tubos ranhurados são um tipo de tubo com ranhuras resultantes de laminação. Exemplos comuns incluem tubos ranhurados circulares e ovais. O nome "tubo ranhurado" se deve às ranhuras visíveis em sua seção transversal. Esse tipo de tubo permite que o fluido flua através da parede, criando estruturas turbulentas que geram áreas de separação de fluxo e formam vórtices de diferentes intensidades e tamanhos. São esses vórtices que alteram a estrutura do fluxo do fluido e aumentam a turbulência próxima à parede, melhorando assim o coeficiente de transferência de calor por convecção entre o fluido e a parede.

a. Tubo com ranhuras laminadas: O tubo com ranhuras laminadas consiste em laminar uma ranhura horizontal ou espiral com um determinado passo e profundidade na parte externa do tubo circular, de acordo com os requisitos do projeto, formando uma saliência horizontal ou espiral na parede interna do tubo, conforme mostrado na Figura 1. A ranhura na parede externa e a saliência na parede interna do tubo podem aumentar a transferência de calor do fluido em ambos os lados do tubo simultaneamente. É especialmente adequado para fortalecer a transferência de calor de fluidos monofásicos no tubo e para aumentar a transferência de calor por condensação de vapor e ebulição em filme líquido do fluido fora do tubo no trocador de calor.

b. O tubo ranhurado em espiral pode ter um ou múltiplos canais, entre outros. Após a conformação, forma-se uma ranhura com um determinado ângulo espiral na parte externa do tubo, e nervuras convexas correspondentes no interior do tubo. A ranhura espiral não deve ser muito profunda. Quanto mais profunda a ranhura, maior a resistência ao fluxo; quanto maior o ângulo espiral, maior o coeficiente de transferência de calor do tubo ranhurado. Se o fluido puder circular ao longo da ranhura, o número de espiras terá pouco efeito na transferência de calor.

c. O tubo com ranhuras transversais é formado por laminação contínua de seção transversal variável. A parte externa do tubo apresenta uma ranhura transversal que intercepta o eixo do tubo a 90°, enquanto a parte interna possui uma nervura convexa transversal. Após a passagem do fluido pela nervura convexa, o fluxo não forma um espiral, mas sim grupos de vórtices axiais ao longo de toda a seção, intensificando a transferência de calor. O tubo com ranhuras transversais também exerce um grande efeito de reforço na transferência de calor por ebulição em filme do fluido no tubo, podendo aumentar o coeficiente de transferência de calor por ebulição em 3 a 8 vezes.


Data da publicação: 11 de abril de 2022