I tubi ritorti in acciaio sono tubi progettati per il trasferimento di calore ad alta efficienza, realizzati con materiali avanzati e prodotti attraverso un processo distinto da quello dei tradizionali tubi circolari diritti. L'obiettivo di questo processo è ottenere prestazioni, integrità strutturale ed efficienza migliorate nei sistemi di erogazione dei fluidi. Questi tubi presentano una caratteristica struttura a spirale o elicoidale. All'interno della sezione di scambio termico del tubo, l'eventuale sezione trasversale assume una forma ellittica, mentre le due estremità mantengono una forma circolare per facilitare il collegamento con gli altri tubi e con la piastra tubiera.
Dimensione del tubo ritorto
Standard: ASTM A179/A192/A210/A213/B444/B338/B111
Materiale: acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, bassa lega, lega di nichel, rame
Diametro esterno: 8 mm-38 mm
La procedura di produzione dei tubi d'acciaio ritorti prevede due fasi distinte: inizialmente l'appiattimento dei tubi tondi e successivamente la loro forma a spirale. La forma della sezione trasversale del tubo ricorda un'ellisse. Il rapporto tra l'asse lungo e quello corto di questa ellisse è determinato dalle specifiche di progettazione per le portate sia sul lato tubo che sul lato mantello del tubo di scambio termico. Nei casi in cui il lato del tubo presenta portate basse, diventa fattibile regolare il rapporto tra gli assi lungo e corto. Questa regolazione permette di ridurre l'area della sezione trasversale, aumentando di conseguenza la portata.
La caratteristica configurazione a spirale dei tubi d'acciaio ritorti induce una rotazione longitudinale e un vortice secondario nel fluido che scorre. Questo disturbo a spirale amplifica la turbolenza complessiva del fluido, portando ad un assottigliamento dello strato limite di trasferimento del calore e ad un aumento della miscelazione del fluido. Questa miscelazione migliorata garantisce il mantenimento di un gradiente di temperatura elevato vicino alla parete del tubo, con conseguente miglioramento significativo del coefficiente di trasferimento del calore.
Scambiatore di calore con tubo d'acciaio intrecciato
Lo scambiatore di calore a tubi ritorti in acciaio, derivato dallo scambiatore di calore a fascio tubiero convenzionale, utilizza tubi piatti a spirale invece di tubi diritti. L'assenza di diaframmi lato mantello consente l'autosostentamento dello scambiatore di calore, facendo affidamento sul punto di contatto delle linee a spirale lungo il bordo esterno dei tubi piatti spiralati. La disposizione di questi tubi all'interno dell'involucro dello scambiatore di calore è compatta, portando a una riduzione sia delle dimensioni che del peso e contemporaneamente attenuando o prevenendo le vibrazioni del tubo.
Sul lato del mantello, il fluido subisce l'influenza della forza centrifuga, causando alterazioni periodiche nella velocità e nella direzione del flusso. Questo fenomeno favorisce la miscelazione longitudinale del fluido. Contemporaneamente, quando il fluido passa attraverso i punti di contatto a spirale dei tubi adiacenti, forma una scia che si separa dalla parete del tubo. Questa separazione aumenta la turbolenza del fluido stesso e distrugge lo strato limite di trasferimento di calore sulla parete del tubo, intensificando così il trasferimento di calore. Il coefficiente di trasferimento del calore totale dello scambiatore di calore con tubo d'acciaio ritorto supera del 40% quello degli scambiatori di calore convenzionali pur mantenendo caratteristiche di caduta di pressione quasi identiche.
Vantaggi del tubo d'acciaio ritorto
Gli scambiatori di calore con tubi intrecciati in acciaio eliminano la necessità di deflettori e presentano perdite di carico minime sul lato mantello.
L'incorporazione di tubi di acciaio ritorti aumenta l'intensità della turbolenza, portando ad alterazioni periodiche nella velocità e nella direzione del fluido sul lato del mantello, aumentando così la miscelazione longitudinale.
Inoltre, il design dello scambiatore di calore in tubi di acciaio ritorti garantisce l'assenza di zone cieche all'interno dell'involucro, rendendolo resistente alle incrostazioni.
Applicazioni del tubo d'acciaio ritorto
Industria chimica
Petrolchimico
Cibo
Fabbricazione della carta
Elettricità
Metallurgia
Estrazione
Riscaldamento urbano
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