فین تیوب چیست؟

فین تیوب بخشی از مبدل حرارتی هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها دارای سطح پره ای هستند که باعث افزایش سطح آن ها می شود و به آنها اجازه می دهد گرما را با کارایی بیشتری منتقل کنند. این آنها را برای کاربردهایی ایده آل می کند که در آن نرخ انتقال حرارت بالا مورد نیاز است، مانند نیروگاه ها و سیستم های تبرید. که به طور گسترده در کاربردهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها برای افزایش راندمان انتقال حرارت یک مبدل حرارتی با افزایش سطح در دسترس برای تبادل حرارت طراحی شده اند.

ساختار اصلی لوله‌های لوله شامل یک لوله با سطوح کشیده یا باله‌هایی است که به سطح بیرونی متصل هستند. این باله ها می توانند به صورت مارپیچی یا اکسترود شونده باشند و سطح در دسترس برای انتقال حرارت را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند. این مساحت سطح افزایش یافته اجازه می دهد تا تبادل گرمای کارآمدتر بین سیال جریان در داخل لوله و محیط اطراف انجام شود.

فین تیوب از مواد مختلفی از جمله مس، آلومینیوم و فولاد ضد زنگ ساخته می شوند. آنها در طیف وسیعی از اندازه ها و اشکال موجود هستند و می توانند برای رفع نیازهای خاص هر برنامه سفارشی شوند.

یکی از مزایای کلیدی لوله های پره، توانایی آنها در عملکرد موثر در دما و فشار بالا است. این امر آنها را برای استفاده در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله تهویه مطبوع، مبدل های حرارتی و رادیاتورها مناسب می کند. یکی از مزایای کلیدی فین تیوب ها توانایی آنها در بهبود انتقال حرارت بدون افزایش قابل توجه اندازه یا وزن مبدل حرارتی است. این آنها را به گزینه ای جذاب برای پروژه هایی تبدیل می کند که در آن محدودیت فضا و وزن نگران کننده است. علاوه بر این، فینت تیوب‌ها را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که در برابر دما و فشار بالا مقاومت کنند و برای استفاده در طیف وسیعی از محیط‌های صنعتی مناسب باشند.

فین تیوب علاوه بر عملکرد حرارتی بالا، دوام و ماندگاری بالایی نیز دارند. آنها در برابر خوردگی مقاوم هستند و می توانند در محیط های خشن که اغلب در محیط های صنعتی یافت می شوند مقاومت کنند. این امر آنها را به یک راه حل مقرون به صرفه برای بسیاری از صنایع مختلف تبدیل می کند.

فین تیوب در کجا استفاده می شود؟

مبدل های حرارتی فین تیوب معمولاً از هوا برای خنک کردن یا گرم کردن سیالاتی مانند هوا، آب، نفت یا گاز استفاده می کنند، یا می توان از آنها برای جذب یا بازیابی گرمای اتلاف شده استفاده کرد. این مبدل های حرارتی را می توان در طیف وسیعی از صنایع از جمله نفت و گاز، تولید برق، دریایی و… استفاده کرد. فین تیوب ها علاوه بر استفاده در مبدل های حرارتی در برخی از انواع سیستم های بازیابی حرارت نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در این سیستم ها از فین تیوب ها برای بازیابی گرمای هدر رفته از فرآیندهای صنعتی و تبدیل آن به انرژی قابل استفاده استفاده می شود. این نه تنها به بهبود بازده انرژی کلی فرآیند کمک می کند، بلکه با به حداقل رساندن انتشار گرمای اتلاف، اثرات زیست محیطی را نیز کاهش می دهد.

مبدل های حرارتی فین تیوب در طیف وسیعی از صنایع به کار می روند، که تعدادی از آنها عبارتند از:

• کولرهای هوا شارژ دیزلی
• کولرهای روغنی
• کولرهای هیدروژنی
• بازیابی حرارت هدر رفته
• خشک کن
• تهویه مطبوع
• بخاری هوا
• کندانسورهای بخار
• کولرهای ژنراتور

مبدل های حرارتی فین تیوب اغلب در شرایطی استفاده می‌شوند که هوا رسانه ترجیحی برای سرمایش یا گرمایش است، به‌ویژه جاهایی که آب محدود یا با کیفیت پایین وجود دارد.

در یک مبدل های حرارتی فین تیوب، گرما بین یک سیال کارآمد حرارتی که گرما را به طور موثر انتقال می دهد، مانند مایعی که مقداری ویسکوزیته دارد، و سیالی که ندارد، مانند هوا یا گاز با چگالی کم، مبادله می شود. در “سمت هوا”، سطح لوله با افزودن باله‌ها یا عناصر دیگر مانند سیم‌های حلقه‌دار، که برای افزایش سطح لوله و بهبود عملکرد حرارتی آن طراحی شده‌اند، افزایش می‌یابد. ارتفاع باله ها می تواند متغیر باشد. همچنین باله ها می توانند با فشار به سطح بیرونی لوله متصل شوند یا در سطح لوله شکل بگیرند.

مزایای استفاده از فین تیوب

فین تیوب چندین مزیت دارند:

• افزایش نرخ انتقال حرارت

باله های یک فین تیوب سطح تماس را افزایش می دهند. این به آن اجازه می دهد تا سرعت انتقال حرارت را سریعتر کند.

• بهبود ضریب انتقال حرارت

در یک لوله معمولی، سطح بیرونی تقریباً یکسان یا کمی متفاوت از سطح داخلی است. در چنین حالتی، سیال با کمترین ضریب انتقال حرارت، کل سرعت انتقال حرارت را هدایت می کند. فین تیوب مساحت سطح را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. این امر به ویژه زمانی مفید است که ضریب انتقال حرارت سیال داخل لوله بیشتر از سیال خارج از لوله باشد.

• اندازه تجهیزات را کاهش می دهد و پروژه را مقرون به صرفه می کند

فین تیوب دار می توانند سطح را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. استفاده از فین تیوب دار می تواند تعداد لوله های مورد استفاده در یک برنامه کاربردی را کاهش دهد. این منجر به کاهش قابل توجهی در اندازه تجهیزات می شود. این امر در دراز مدت می تواند منجر به کاهش هزینه پروژه شود.

محدودیت های استفاده

محدودیت هایی برای استفاده از مبدل های حرارتی فین تیوب در کاربردهای صنعتی خاص وجود دارد. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

• رسوب: مبدل های حرارتی فین تیوب مستعد رسوب هستند که می تواند بازده انتقال حرارت آنها را کاهش دهد. رسوب می تواند زمانی رخ دهد که آلاینده هایی مانند خاک، گرد و غبار یا سایر ذرات روی باله ها جمع شوند که باعث کاهش انتقال حرارت و افزایش افت فشار می شود. در کاربردهایی که رسوب گیری احتمالاً مشکل ساز است، مانند فرآیندهای شیمیایی یا تصفیه فاضلاب، طرح های مبدل حرارتی جایگزین که کمتر در معرض رسوب گیری هستند، ممکن است مناسب تر باشند و یا باید رسوب زدایی شوند.
• خوردگی: مبدل های حرارتی فین تیوب نیز مستعد خوردگی هستند، به ویژه در محیط های خشن که سیالات در حال پردازش خورنده هستند. در این موارد، ممکن است به مواد یا پوشش های جایگزین برای محافظت مبدل حرارتی در برابر خوردگی نیاز باشد.
• تعمیر و نگهداری: مبدل های حرارتی فین تیوب نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند تا اطمینان حاصل شود که به طور موثر به کار خود ادامه می دهند. باله ها باید به طور مرتب تمیز شوند تا از رسوب گیری جلوگیری شود و لوله ها باید برای علائم خوردگی یا آسیب بررسی شوند. در برخی موارد، تعمیر و نگهداری می تواند چالش برانگیز یا پرهزینه باشد، به ویژه در کاربردهایی که دسترسی به مبدل حرارتی محدود است یا جایی که مبدل حرارتی در یک منطقه خطرناک قرار دارد.
• افت فشار: استفاده از پره ها در مبدل حرارتی می تواند افت فشار را از طریق مبدل افزایش دهد که می تواند بر راندمان کلی سیستم تأثیر بگذارد. در کاربردهایی که افت فشار نگران کننده است، طرح های مبدل حرارتی جایگزین که افت فشار کمتری دارند ممکن است مناسب تر باشند.

انواع فین تیوب

فین تیوب L

لوله مکانیکی پره دار L نام خود را از حرف L دریافت می کند که از نمای مقطعی ایجاد می کند. فین تیوب L ظرفیت انتقال حرارت را به حداکثر می رساند و محافظت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. این لوله های مبدل حرارتی بین 150 تا 170 درجه را در خود جای می دهند. آنها در فلزات انعطاف پذیر مانند آلومینیوم یا مس هستند که می توانند در برابر فشار در اطراف پایه باله مقاومت کنند.

فین تیوب LL

فین تیوب LL به همان روشی که باله های L ساخته می شوند. با این حال، آنها دارای باله های LL هستند که دارای پایه های روی هم هستند و به طور کامل لوله پایه را در بر می گیرند. در نتیجه در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند. این لوله‌های مبدل حرارتی معمولاً از جنس مس و آلومینیوم هستند و حداکثر دمای کاری مشابه با لوله‌های پره‌دار L دارند.

فین تیوب KL

KL در نام این دسته از لوله ها مخفف Knurled Finned است. باله در این لوله ها به دور لوله پیچیده می شود و پا به سطح بیرونی لوله از پیش پیچ خورده می رود و در هر انتهای آن محکم می شود. این باله‌ها از نوارهای نازک فلزی ساخته شده‌اند که به شکل پایه L شکل می‌شوند.

فین تیوب تعبیه شده G

فین تیوب تعبیه شده G دارای یک ویژگی طراحی منحصر به فرد است که در آن باله وارد شده و در یک شیار مارپیچ بریده شده در لوله ها جوش داده می شود. این لوله های مکانیکی برای دماهای بالاتر عالی هستند. آنها بادوام هستند و برای چرخه حرارتی بالا مناسب هستند زیرا می توانند تا دمای 400 درجه را تحمل کنند.

فین تیوب اکسترود شده

برای ساخت فین تیوب اکسترود شده از دو فلز استفاده می شود. سطح بیرونی معمولاً آلومینیوم است، در حالی که لوله داخلی از هر ماده ای است. این لوله های مبدل حرارتی بسیار محبوب هستند زیرا محافظت در برابر خوردگی عالی لوله پایه را ارائه می دهند. همچنین، آنها تمام قرار گرفتن در معرض هر گونه مایع خارجی را حذف می کنند. فین تیوب اکسترود شده در لوله های حرارتی، خنک کننده های هوای خشک، بازیافت انرژی در سیستم خروجی هوا و غیره کاربرد پیدا کرده اند.