Odległość i wysokość wymiennika ciepła z rurką żebrową wpływają głównie na stosunek żeber, który ma duży związek ze współczynnikiem przenikania ciepła folii przez medium wewnątrz i na zewnątrz rury. Jeżeli występuje duża różnica współczynnika przenikania ciepła pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną powłoką rury, należy wybrać rurę żebrowaną o dużym współczynniku żeberek, np. powietrze ogrzewające parą. Gdy ośrodek po jednej stronie ulegnie przemianie fazowej, różnica współczynnika przenikania ciepła będzie duża, np. wymiana zimnego i gorącego powietrza. Gdy gorące powietrze spadnie poniżej punktu rosy, można zastosować wymiennik ciepła z rurką żebrowaną. W przypadku wymiany ciepła powietrze-powietrze bez zmiany fazy lub wymiany ciepła woda-woda, zwykle odpowiednie są gołe rury. Ogólnie rzecz biorąc, rozstaw i wysokość żeberek wymiennika ciepła z rurą żebrowaną wpływają głównie na stosunek żeber, który ma duży związek ze współczynnikiem przenikania ciepła folii przez medium wewnątrz i na zewnątrz rury. Jeżeli występuje duża różnica współczynnika przenikania ciepła pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną powłoką rury, należy wybrać rurę żebrowaną o dużym współczynniku żeberek, np. powietrze ogrzewające parą. Gdy ośrodek po jednej stronie ulegnie przemianie fazowej, różnica współczynnika przenikania ciepła będzie duża, np. wymiana zimnego i gorącego powietrza. Gdy gorące powietrze spadnie poniżej punktu rosy, można zastosować wymiennik ciepła z rurką żebrowaną. W przypadku wymiany ciepła powietrze-powietrze bez zmiany fazy lub wymiany ciepła woda-woda, zwykle odpowiednie są gołe rury. Oczywiście można zastosować również rury o niskim żebrowaniu, ponieważ jest to słaby współczynnik przenikania ciepła, a wzmocnienie którejkolwiek strony daje pewien efekt. Jednak wpływ nadmiernego współczynnika uskrzydlenia nie jest oczywisty. Idealną sytuacją jest jednoczesne wzmocnienie powierzchni styku wewnątrz i na zewnątrz rury. Można zastosować rurę gwintowaną lub rurę rowkowaną.
Skok żeber uwzględnia głównie takie czynniki, jak osadzanie się popiołu, osadzanie się kurzu i łatwe czyszczenie, a jednocześnie musi ściśle spełniać wymagania sprzętu dotyczące spadku ciśnienia. Podczas układania odstępy między rurami nie są zbyt duże i na ogół do układania rur nadaje się więcej niż 1 mm. W procesie wymiany ciepła, gdy powietrze przepływa przez wymiennik ciepła z rurą żebrowaną, w przenoszeniu ciepła uczestniczą głównie dodatnia i ujemna powierzchnia żebra. W środku dwóch żebrowanych rur występuje tylko niewielka ilość promieniowania cieplnego, a efekt przenoszenia ciepła nie jest oczywisty. Ta część nie ma żeberek ani oporu, dzięki czemu powietrze jest łatwe do penetracji. W procesie nagrzewania powietrza zimne powietrze pozbawione wymiany ciepła zneutralizuje ogrzane gorące powietrze przechodzące przez środek lamelek, co zmniejszy efekt wymiany ciepła. W porównaniu z obcymi wymiennikami ciepła z rurami żebrowanymi, odstęp między rurami jest tylko o 0,5 mm większy niż zewnętrzna średnica żeberek, co pokazuje znaczenie odstępu między rurami podczas układania rur z żebrami.
Rury wymiennika ciepła z rurkami żebrowanymi należy w miarę możliwości ułożyć w trójkąt ortogonalny. Kiedy gorące powietrze przechodzi przez pierwszy rząd, napotyka opór w drugim rzędzie i następuje pewna ilość powietrza odbitego, więc nie ma martwego kąta w przekazywaniu ciepła w zakresie 360 stopni przez całą rurkę żeberkową. Dlatego należy unikać układu w kształcie trójkąta równoramiennego i w miarę możliwości nie stosować układu kwadratowego, chyba że istnieją specjalne wymagania.
Spadek ciśnienia po stronie powietrza jest bardzo ważnym parametrem w projektowaniu, który ma duży związek z rozmieszczeniem rur żebrowanych. Projektując układ rur żebrowanych, należy obliczyć stosunek powierzchni przepływu wąskoszczelinowej powierzchni do powierzchni nawietrznej, tak aby można było obliczyć masowe natężenie przepływu powietrza na podstawie prędkości wiatru z przodu, a współczynnik tarcia można obliczyć przy lepkości dynamicznej powietrza w różnych temperaturach. Oczywiście można zastosować również rury o niskim żebrowaniu, ponieważ jest to słaby współczynnik przenikania ciepła, a wzmocnienie którejkolwiek strony daje pewien efekt. Jednakże wpływ nadmiernego stosunku żeberek do żeberek nie jest oczywisty. Najlepszym sposobem jest jednoczesne wzmocnienie wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni styku rury. Można zastosować rurę gwintowaną lub rurę rowkowaną.
Jaki jest wpływ rozstawu żeberek i liczby rzędów rur na wydajność wymiennika ciepła z rurami żebrowanymi?
1, rozstaw żeber
As for the influence of fin spacing on heat transfer performance, 14 kinds of flat finned coils with a tube diameter of 13.34mm, a tube spacing of 27.5mm and a row spacing of 31.75mm were studied. The test results show that the heat transfer performance is independent of the fin spacing when there are four rows of tubes; The pressure drop of each pipe row is also independent of the number of pipe rows. However, for one or two rows of pipes, the rules are different. When ReDc>5000, wpływ prądu wirowego zajmuje ważne miejsce, a wpływ rozstawu żeberek można pominąć. Kiedy ReDc<5000, the heat exchange performance increases with the decrease of fin spacing. The higher air velocity and the larger number of tube rows will lead to the generation of vortex region, so the influence of fin spacing on heat transfer coefficient can be ignored.
2, Liczba rzędów rur
W przypadku żeberek płaskich: gdy liczba rzędów rur jest duża, odstęp między żebrami jest mały, a liczba Reynoldsa jest niska, wpływ liczby rzędów rur na charakterystykę wymiany ciepła jest znaczący. Kiedy ReDc<3000, due to the influence of the boundary layer, the heat transfer factor will decrease with the increase of the number of tube rows; The number of tube rows has relatively little influence on the friction resistance factor. However, when ReDc>3000, wpływ liczby rzędów rur na wymianę ciepła zostanie zmniejszony.
W przypadku żeberek falistych liczba rzędów rur nie ma oczywistego wpływu na współczynnik przenikania ciepła i współczynnik tarcia przy niskiej liczbie Reynoldsa; Przy wysokiej liczbie Reynoldsa współczynnik przenikania ciepła będzie wzrastał wraz z liczbą rzędów rur.
Dla żeber szczelinowych: przy małej liczbie Reynoldsa liczba rzędów rur ma istotny wpływ na współczynnik przenikania ciepła, a współczynnik przenikania ciepła będzie gwałtownie spadał wraz ze wzrostem liczby rzędów rur; Liczba rzędów rur ma stosunkowo niewielki wpływ na współczynnik tarcia.
