Оребренная труба для теплообменников: с внутренним ребром, спирально навивная

Оребренные трубы: изюминки и способ изготовления Разглядываемые трубы занимают отдельную нишу среди материалов аналогичного вида и обширно употребляются

Что такое оребренные трубы

Высокие технические характеристики дают возможность широко использовать продукцию не только в промышленных, но и бытовых целях. Ознакомимся, что собой представляют эти трубы, где они используются и что нужно учесть при их выборе.

Устройство

Любая труба, имеющая оребрение — это монометаллическая или биметаллическая продукция.

Принцип комбинирования позволил улучшить технические характеристики.

Область применения

Ребристые трубы, благодаря своим свойствам, востребованы для многих сфер деятельности.

Системы отопления из таких труб могут устанавливаться как в бытовых, так и производственных помещениях.

Способы производства

Существует несколько технологий изготовления оребренной продукции, что зависит от конечной сферы использования.

Чаще всего в инженерных коммуникациях находят применение первые 2 вида.

Технические характеристики

Выбирая трубную продукцию, в первую очередь покупатели отталкиваются от параметров. От этого будет зависеть место установки.

Термостойкая продукция имеет аналогичные параметры, что и спирально-оребренные трубы. Но дополнительное покрытие позволило не только повысить коэффициент теплоотдачи на 45 %, но и придало продукции других достоинств.

Особый уход не требуется, потому что они способны выстоять в самых серьезных условиях.

Преимущества использования

Для изделий с ребрами в ходе производства задействуются инновационные технологии, что благоприятно сказывается на их свойствах.

Можно заметить, что оребренная продукция действительно направлена на то, чтобы повысить тепловую эффективность.

Сферы применения и особенности выбора оребренных труб

Оребренные трубы благодаря своим техническим характеристикам имеют широкую область применения как в промышленности, так и в быту. Что собой представляют оребренные трубы? В каких областях используются? Какие нюансы следует учитывать при выборе труб для того или иного сооружения? Ответы на эти вопросы можно найти в предлагаемой статье.

Трубы с дополнительными ребрами

Основные преимущества ребристых труб

• значительное повышение тепловой эффективности
  по сравнению с оребрением, полученным накаткой (наибольший эффект — при испарительно-конденсационном теплообмене);
• снижение металлоемкости и габаритов теплообменных аппаратов в 1,3…3,0 раза
• простота управления геометрическими параметрами оребрения;
• возможность получения оребрения на тонкостенных трубах;
• возможность получения теплообменных поверхностей в виде ребер и шипов;
• высокая производительность, безотходность, простой инструмент;
• экологическая чистота процесса, отсутствие смазочных жидкостей;
• возможность реализации технологии как на обычных токарных cтанках, так и на специальной установке высокой производительности.

В настоящее время ведутся работы по получению внутреннего и двустороннего оребрения на трубах

Основные технические характеристики
Характеристики	Значения
Диаметр трубной заготовки, мм/td>	6 — 30
Длина оребренной трубы, м	до 6
Исходная толщина стенки трубной заготовки, мм	от 1,0
Материал оребренной трубы	медь, латунь, медно-никелевые сплавы, алюминий, титан, низкоуглеродистые и нержавеющие стали
Минимальная остаточная толщина стенки оребренной трубы, мм	0,3
Высота ребер, мм	для меди до 4 мм, но не более толщины стенки исходной трубы
Шаг оребрения, мм	0,2 — 2
Ширина межреберного зазора, мм	0,01 — 1,5
Увеличение площади поверхности теплообмена, раз	на меди до 12

Условия эксплуатации

Данная продукция отличается высоким уровнем неприхотливости при использовании в системах отопления. Важным фактором для эксплуатации являются характеристики базового теплоносителя:

• рабочая температура котла должна находится в пределах 90 градусов. При этом допускаются кратковременные повышения до 150 градусов;
• постоянное давление – 1 Мпа, максимально возможное – 2,4 МПа;
• линейная плотность потока – 0,6 кВт/м.

Для обеспечения оптимальных условий эксплуатации таких труб во время монтажа следует придерживаться определенных правил. В первую очередь при выборе места установки необходимо учесть, что расстояние от пола до средней оси экономайзера должно быть не менее 0,2 м. Также следует оставить достаточный промежуток между батареей и стеной. Это расстояние должно составлять не менее 13 см. Если планируется установить двухрядную и более конструкцию, между осями труб необходимо выдерживать 0,25 м.

Преимущества использования термостойких труб с оребрением

Для создания термостойкого слоя поверхности покрываются окисью магния. После отжига они получают:

• увеличение коэффициента теплопередачи;
• высокую сопротивляемость к коррозии;
• длительный срок службы;
• повышенную стойкость к перепаду температур;
• отсутствие необходимости в специальном уходе, они могут работать в любых условиях;
• возможность применения в агрессивных средах.

Благодаря приобретенным достоинствам оребренные термостойкие виды имеют следующие преимущества:

1. Высокая технологичность производства. Используемая контактная сварка потребляет мало энергии, для нее не нужны специальные расходные материалы и дорогостоящее оборудование.
2. В промежутках между ребрами возникают турбулентные завихрения воздуха, что увеличивает интенсивность теплообмена на всех участках.
3. За счет применения контактной сварки создается соединение между лепестками и основой с низким температурным сопротивлением.
4. Уменьшение толщины пленки конденсата. Это связано с применением термостойкого покрытия. В результате происходит снижение уровня конденсации паров носителя.

Всё о видах и типах оребренных труб: 3 области применения

Оребренная труба ― важная деталь теплообменных аппаратов. Дополнительная поверхность, образуемая за счет ребер, при значительном снижении расхода материала способствует высокой теплоотдаче устройства.

Чугунные ребристые трубы

Изделия из чугуна давно используются как в жилых, так и в промышленных объектах. Сейчас они получили усовершенствование в виде ребер. У такого материала получается немало достоинств, поэтому он успешно зарекомендовал себя в отоплении. Рассмотрим чугунную продукцию подробнее.

Технические характеристики

Чугун — один из наиболее прочных и долговечных материалов. К тому же у него отличная теплопроводность, поэтому он нередко служит основным материалом в ходе производства отопительных систем.

Сами ребра могут иметь круглую или прямоугольную форму. Второй вариант характеризуется увеличенной площадью поверхности теплоотдачи, поэтому встречается чаще всего.

Область применения

Такие изделия находят применение в водяных и паровых системах отопления. Нужно понимать, что они обладают внушительной массой и визуально не особо привлекательны.

По одной такие трубы не устанавливаются, так как решение является не самым эффективным. Чаще всего их объединяют в несколько секций. При установке нескольких регистров тепловая эффективность увеличивается в разы. Однако само оборудование требует значительной монтажной площади.

Устройствами можно обогревать и жилье. Из-за неприглядного внешнего вида их отделывают декоративными кожухами или устанавливают фальш-стену.

В силу высоких эксплуатационных свойств такие трубы находят применение в экономайзерах. По ним протекают различные агрессивные вещества, которые не станут причиной коррозии теплообменника.

Плюсы

Для создания таких трубопроводов берут модифицированный магнием, церием и прочими элементами чугун. Данная технология позволила придать продукции уникальные свойства, которыми не обладают традиционные канализационные аналоги.

Именно благодаря этим особенностям такая продукция сейчас востребована при организации качественных систем отопления.

Минусы

Есть у ребристой продукции из чугуна и определенные недостатки, которые должны быть учтены перед установкой.

Несмотря на эти недостатки, из чугуна продолжают производить отопительные регистры, устанавливаемые на складах и различных производственных помещениях.

Экономайзерная

Так называется трубчатый теплообменник парового котла. Его отличие в том, что вода прежде чем поступить в котел, прогревается до +30–40° C, в результате чего повышается общий КПД. Ключевая деталь экономайзера — чугунная ребристая труба, от которой и передается тепло.

По сравнению с обычными гладкими, экономайзерные ребристые изделия сохраняют больше тепла, что объясняется увеличенной площадью теплообмена. Помимо этого, чугун для отопления подходит лучше стали: он дольше служит, дешевле и ему не страшна ржавчина.

В отоплении экономайзерные трубы используются как составной элемент регистров. Это оборудование устанавливается на складах и производствах. Для него изготавливается особая ребристая деталь. По сути, это готовый радиатор, имеющий большую поверхность оребрения.

Но экономайзерные модели довольно много весят, что осложняет процесс доставки.

Устанавливать ребристые изделия необходимо таким образом, чтобы они как можно реже подвергались внешним воздействиям.

Особенности монтажа

Как было замечено выше, регистры оребренного типа много весят, поэтому к основанию выдвигаются серьезные требования. Стены и кронштейны должны иметь высокую несущую способность (при установке настенных моделей). Если устройство имеет напольное исполнение, то снизу оно должно иметь опоры, которые бывают штатными или самодельными. Если в помещении пол сделан из дерева, в нем нужно создать прорези, что необходимо для расположения опор радиатора на несущей плите перекрытия.

Прежде чем приступить к монтажным работам, трубы очищают, обезжиривают, грунтуют и окрашивают. Для окраски рекомендуется краскопульт. Грунтовкой служит раствор железного сурика в олифе. Финишный слой наносится термостойкой краской или эмалью необходимого цвета. Чтобы краска не потекла, на регистр не должны попадать прямые солнечные лучи.

Сама процедура подключения не представляет ничего сложного. Специальные инструменты не нужны.

В ходе монтажа контролируем, чтобы уплотнительная прокладка не портилась и не меняла своего положения — она обеспечивает должный уровень герметичности системы.

Как видно, процесс установки несложен. Единственное, работы придется выполнять с помощником, что обуславливается тяжелым весом оборудования.

Стоимость оребренных труб разных видов

Цена на изделия формируется из множества факторов: материал изготовления, тип оребрения, диаметр, длина, толщина, место выгрузки и так далее. Таким образом, стоимость выпускаемой продукции может варьироваться от 120 до 1300 рублей за 1 метр.

Расчет коэффициента теплопередачи

Поскольку у металлов термическое сопротивление невелико, стенку трубы можно считать плоской. Тогда ее коэффициент теплопередачи от одной среды к другой находят по формулам:

• для плоской поверхности (рис. 5.10):

• для оребренной стенки:

В указанных формулах коэффициент теплопередачи (αпр) и площадь выступов определяются:

где Fр – площадь одного ребра, а n – их количество.

Исходя из того, что следует принять

Предположим, что необходимо рассчитать плотность теплового потока (q, Вт/м2), передаваемого через стенку чугунной трубы с горячей водой (t = 70 ⁰C) окружающему воздуху (t = 20 ⁰С). Температуры внутренней и наружной ее плоскости – t1 и t2 соответственно.

Толщина изделия, коэффициент теплопроводности чугуна и степень черноты поверхности равны: δс = 3мм, λ = 63 Вт/м К, c = 0,9. Конвективный коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней плоскости α1 = 3500 Вт/м2 К, от наружной стенки трубы к воздуху α2 = 6,5 Вт/м2 К.

Для расчета возьмем t2 = 69 ⁰C. Тогда

Используя полученный результат, определяем температуру t2:

Расхождением между принятым и вычисленным показателем, равным 0,77 ⁰C, пренебрегают, так как на точность расчета это существенно не влияет. Определяем значение t1:

Результат: q = 652 Вт/м², t1 = 69,8 °С, t2 = 69,77 °С.

Видео — как выбрать радиатор отопления

Из этого видеоролика можно узнать о производстве изделий и их особенностях.

О сфере применения

Везде, где требуется нагреть или охладить какую-либо среду за счет теплообмена, используются оребренные трубы. В кондиционерах с их помощью охлаждается воздух. На химических и нефтеперерабатывающих предприятиях оребренные трубы применяются для нагрева и остужения агрессивных газов и жидкостей в различных установках. В машиностроении они используются при изготовлении компрессоров, холодильников, электросушилок, маслоохладителей, воздухонагревателей и других теплообменных устройств. За счет высокой эффективности оребренных труб снижается металлоемкость систем отопления производственных и жилых помещений.

Особенности конструкции и процесс изготовления

Для начала нужно сказать о том, что данные виды труб имеют фактически однообразную конструкцию, несмотря на то, из какого именно материала они изготавливаются. Но при детальном рассмотрении возможно отыскать определенные различия, каковые зависят от области применения. Они заключаются в форме лепестков и смогут иметь различный коэффициент оребрения труб.

Изготовление

Данный процесс зависит от марки труб и иногда производится с применением разных технологий. Исходя из этого стоит ознакомиться с самым популярным вариантом, потому, что он самый многогранный и требует применения нескольких операций.

Учитывая это, создавать такое оребрение труб своими руками будет сложно.

• Для начала нужно нанести на выбранный материал канавку в виде змейки по всей площади. Наряду с этим оптимальнее применять особый станок на манер токарного и особый резец.
• Затем в проделанные пазы под натяжкой начинают помещать бронзовую полосу, которая фактически впрессовывается вовнутрь. Кое-какие станки наряду с этим применяют дополнительный нагрев, в случае если их инструкция по изготовлению данной продукции это предусматривает.

• По окончании того как изделие готовься его покрывают слоем цинка. Это послужит защитой от окисления, придаст дополнительной прочности и существенно увеличит срок эксплуатации.

Совет! Существуют способы независимого изготовления таких материалов, без громадных затрат и сложностей технологического процесса. Но эффективность аналогичных конструкций не радует.

Разновидности

• Самой популярной считается оребренная бронзовая труба либо изделия из одного типа металла. Она превосходно проводит температуру и может служить как при нагреве, так и охлаждении.

• Биметаллические изделия набирают популярность лишь в последнее время. Дело в том, что они складываются из двух видов металла, различных по своим свойствам. Исходя из этого они не только хорошо реализовывают теплообмен, но и смогут долгое время сохранять определенный режим.
• Учитывая такие особенности, биметаллические системы значительно чаще применяют для отопления. Но данные конструкции и комбинации разных материалов до сих пор изучаются.

• Стоит подчернуть, что остальные отличия разных видов труб заключаются лишь в форме ребер и расстоянии между ними. Наряду с этим данный параметр очень во многом зависит от диаметра либо области применения.

Совет! Любой тип таких труб употребляется в строго определенных изделиях, под каковые они разрабатывались в соответствии с проектом. Исходя из этого сейчас возможно отыскать совсем неповторимые конструкции этого замысла.

Область применения

Значительно чаще такие трубы применяют для подогрева разных жидкостей. Для этого осуществляется действие на них при помощи огня, и поступающая вода сходу начинает набирать температуру. Наряду с этим стоит подчернуть, что цена для того чтобы способа довольно большая, но эффективность превышает 50% при применении простых труб. (См. кроме этого статью Трубы для канализации: изюминки.)

Стоит подчернуть, что скорость нагрева в подобных системах большая, особенно в случае если употребляются изделия из меди. Исходя из этого их используют в газовых колонках. Кроме этого такие конструкции отлично отдают тепло, что разрешает прокачивать тёплую воду через них для обогрева помещения. (См. кроме этого статью Однотрубная система отопления: изюминки.)

В качестве охладительных систем такие изделия также подходят. Но их эффективность многократно меньше и исходя из этого они нуждаются в дополнительной стимуляции.

Совет! Фактически каждая область, которая требует организовать стремительный теплообмен между средой в труб и окружением оребрения, будет применять данный материал. Но нужно подобрать верный тип таковой конструкции, дабы повысить эффективность.

Как сделать оребрение своими руками

При самостоятельном изготовлении следует учитывать, что эффективность таких труб ниже по сравнению с заводскими образцами. В домашних условиях оребрение можно сделать на небольшом участке или короткой заготовке. В зависимости от имеющегося оборудования используют:

• сварку;
• намотку проволоки;
• насечку + сварку;
• нарезку резьбы глубокого профиля с помощью токарного станка;
• насечку + натяг.