Оребренные трубы: особенности и метод изготовления

Виды и способы производства оребренных труб для теплообменников

В отопительных, холодильных, испарительных, конденсаторных установках одним из способов уменьшения габаритов аппарата является организация развитой поверхности теплообмена. Это достигается оребрением теплопередающих поверхностей, в частности, труб. Оребренные трубы для теплообменников производятся из стали, чугуна, алюминия, меди и её сплавов, а также бывают биметаллическими, сочетающими в себе свойства двух металлов.

Способы оребрения труб

Чугунные оребренные трубы для отопления производятся литьем и соответствуют требованиям, изложенным в ГОСТ 1816-76. Прочие трубы изготавливаются одним из нижеперечисленных способов:

  • приварка токами высокой частоты (ТВЧ);
  • приварка электродуговой или контактной сваркой;
  • обжимом шайб;
  • поперечно-винтовая холодная прокатка;
  • навивка с натягом алюминиевой ленты на сталь.

Некоторые данные по изготовлению изделий из стали изложены в СТО ЦКТИ 10.002-2007 (стандарт предприятия для котельных труб) и могут служить справочной информацией для других организаций.

Приварка ребер ТВЧ

Методом приварки можно получить различную форму ребер: спиральные и продольные. Для этого трубную заготовку и полосу металла высокочастотными токами нагревают до температуры сварки и производят приварку наложением полосы на основу прижимом с помощью ролика. При этом высота получаемого ребра меньше ширины начальной полосы.

Спиральные ребра более распространены, нежели продольные, так как их проще изготавливать, и при этом уменьшается расход металла на обрезаемые концы полосы или проволоки. Этот способ, в зависимости от оборудования, может быть как высокопроизводительным, так и полукустарным.

Электродуговая и контактная сварка

Для приварки ребер используется и электродуговая сварка в среде аргона. Предпочтительно такую сварку производить с использованием полуавтоматических или автоматических сварочных станков (аппаратов, линий). Трубная заготовка перед приваркой ребер может подвергаться насечке, образующей основание для полосы, что увеличивает теплопередающие свойства полученного изделия.

При ручной сварке длинномерная заготовка может приобрести нежелательную продольную деформацию. Чтобы избежать этого, следует закрепить заготовку на стапелях и варить от центра сразу в две стороны, попеременно с одной и с другой стороны ребра, а затем проварить оставшиеся участки. Этот метод подходит при авральных ремонтных работах.

Получение поперечных ребер обжимом

Поперечные ребра можно получить обжимом шайб круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Выполняется такая работа на специальном автоматическом станке. Шайбы подаются одна за другой на заготовку с определенным, заданным шагом. При этом происходит обжим воротника шайбы на трубе. Этот метод малопроизводительный и применяется на небольших предприятиях и в ремонтных мастерских.

Поперечно-винтовая холодная прокатка (ПВХП)

Способ ПВХП применяется для монометаллических и биметаллических трубных заготовок. Примером монометаллических изделий являются медные оребренные трубы, преимуществом которых является отсутствие швов. Их изготавливают на прокатных станках и станах с применением валков особой формы, между которыми проходит трубная заготовка. Таким же образом может быть изготовлена и алюминиевая оребренная труба.

Оребрение на биметаллических трубах производится накаткой. Например, на стальную трубную заготовку – несущую основу, насаживается алюминиевая или медная труба, на поверхности которой и прокатываются ребра. Это изделия, обладающие прочностью стали и повышенной теплопроводностью цветных металлов.

Навивка с натягом

Навивка с натягом алюминиевой ленты на стальную заготовку – один из способов создания биметаллического изделия, который является одним из рекомендуемых для воздушных теплообменных аппаратов (холодильников) по ГОСТ Р 51364-99. Расчет натяга ведется с учетом температурного расширения стали и алюминия при рабочих температурах теплообменных аппаратов, для которых предназначены оребренные таким образом трубы.

Оценка эффективности оребрения

Коэффициент оребрения труб определяется отношением общей наружной площади к площади наружной поверхности без рёбер. Эффективность оребрения вычисляется с учетом теплопроводности материала, формы и геометрических размеров ребер, а также структуры трубного пучка для каждого аппарата отдельно.

Некоторые рекомендации, графики, номограммы и формулы для расчета даны в Пособии к СНиП 2.10.04-85. При проведении тендеров по закупке оребренной трубы важно учитывать характеристики, подтверждающие эффективность и увеличение площади теплообмена в предлагаемых к торгам изделиям.

Самостоятельное изготовление ребристых труб

Оребрение труб своими руками возможно на небольших участках или на относительно небольших заготовках. Способы могут быть различными:

  • сварка;
  • насечка + сварка;
  • насечка + натяг;
  • намотка проволоки;
  • нанесение глубокой резьбы с получением ребер на токарном станке.

При невозможности приобретения готового промышленного изделия могут быть применены все эти способы в зависимости от возможностей и наличия оборудования в мастерской домашнего умельца.

Для разных целей нужны трубы с различными характеристиками, что требует индивидуального подхода и точного расчета при выборе их на стадии проектирования оборудования.

Видео: линия оребрения сваркой ТВЧ

Оребренные трубы: изюминки и способ изготовления

Разглядываемые трубы занимают отдельную нишу среди материалов аналогичного вида и обширно употребляются в быту и на производстве. Но сходу стоит заявить, что область применения конструкций на их базе весьма специфическая и очень ограничена. Дело в том, что употребляются оребренные трубы для теплообменников, потому, что их форма намерено разрабатывается для повышения площади изделия, что ведет к улучшению охлаждения либо нагрева.

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.

Вывод

Ознакомившись с видео в данной статье возможно детально изучить эту разновидность материала и оценить ее свойства более подробно. Кроме этого основываясь на тексте, который предложен выше, стоит сделать вывод о том, что процесс изготовления таких труб сверхсложный и иногда несложнее купить уже готовое изделие.

Читайте также:  Полипропиленовые трубы и фитинги: особенности, стандарты, советы по монтажу

Оребренные трубы: особенности и метод изготовления

Рассматриваемые трубы занимают отдельную нишу среди материалов подобного вида и обширно используются в быту и на производстве. Однако сразу стоит сказать, что область применения конструкций на их основе очень специфическая и весьма ограничена. Дело в том, что используются оребренные трубы для теплообменников, поскольку их форма специально разрабатывается для увеличения площади изделия, что приводит к улучшению охлаждения или нагрева.

Любительское фото данных изделий

Особенности конструкции и процесс изготовления

Для начала необходимо сказать о том, что данные виды труб имеют практически одинаковую конструкцию, невзирая на то, из какого материала они изготавливаются. Однако при детальном рассмотрении можно найти определенные различия, которые зависят от области применения. Они заключаются в форме лепестков и могут иметь разный коэффициент оребрения труб.

Некоторые разновидности подобных туб, отличающихся по диаметру, конструкции и используемому для изготовления материалу

Изготовление

Данный процесс зависит от марки труб и порой производится с использованием различных технологий. Поэтому стоит ознакомиться с самым популярным вариантом, поскольку он самый многогранный и требует применения нескольких операций.

Учитывая это, производить такое оребрение труб своими руками будет довольно проблематично.

Параметры изготовления подобных материалов, представленные в виде различных допусков при которых достигается максимальная эффективность всей конструкции

  • Для начала необходимо нанести на выбранный материал канавку в виде змейки по всей площади. При этом лучше всего использовать специальный станок на манер токарного и специальный резец.
  • После этого в проделанные пазы под натяжкой начинают помещать медную полоску, которая практически впрессовывается внутрь. Некоторые станки при этом используют дополнительный нагрев, если их инструкция по изготовлению данной продукции это предусматривает.

Процесс установки ребер при большом нагреве

  • После того как изделие будет готово его покрывают слоем цинка. Это послужит защитой от окисления, придаст дополнительной прочности и значительно увеличит срок эксплуатации.

Совет!
Существуют методы самостоятельного изготовления таких материалов, без больших затрат и сложностей технологического процесса.
Однако эффективность подобных конструкций оставляет желать лучшего.

Оребрение с использованием специального станка, где не предусмотрен нагрев материала

Разновидности

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

Некоторые виды такой продукции предполагают изготовление ребер с использованием обычной медной проволоки, но эффективность теплопередачи такой продукции невелика

  • Биметаллические изделия набирают популярность только в последнее время. Дело в том, что они состоят из двух видов металла, разных по своим свойствам. Поэтому они не только хорошо осуществляют теплообмен, но и могут длительное время сохранять определенный режим.
  • Учитывая такие особенности, биметаллические системы чаще всего используют для отопления. Однако данные конструкции и комбинации различных материалов до сих пор изучаются.

Биметаллические изделия чаще всего применяют в отопительных системах

  • Стоит отметить, что остальные отличия различных видов труб заключаются только в форме ребер и расстоянии между ними. При этом данный параметр очень сильно зависит от диаметра или области применения.

Совет!
Каждый тип таких труб используется в строго определенных изделиях, под которые они разрабатывались в соответствии с проектом.
Поэтому сегодня можно найти совершенно уникальные конструкции этого плана.

Винтовые радиаторы, предназначенные для охлаждения

Область применения

Чаще всего такие трубы используют для подогрева различных жидкостей. Для этого осуществляется воздействие на них при помощи огня, и поступающая вода сразу начинает набирать температуру. При этом стоит отметить, что цена такого метода довольно высока, но эффективность превышает 50% при использовании обычных труб. (См. также статью Трубы для канализации: особенности.)

Батареи отопления, созданные на основе данных элементов, считаются одними из самых производительных

Стоит отметить, что скорость нагрева в подобных системах очень большая, особенно если используются изделия из меди. Поэтому их применяют в газовых колонках. Также такие конструкции очень хорошо отдают тепло, что позволяет прокачивать горячую воду через них для обогрева помещения. (См. также статью Однотрубная система отопления: особенности.)

В качестве охладительных систем такие изделия тоже подходят. Однако их эффективность в несколько раз меньше и поэтому они нуждаются в дополнительной стимуляции.

Совет!
Практически любая область, которая требует организовать быстрый теплообмен между средой внутри труб и окружением оребрения, будет использовать этот материал.
Однако необходимо подобрать правильный тип такой конструкции, чтобы повысить эффективность.

Эффективность теплоотдачи ребер настолько высока, что некоторые производители нагревательных элементов стали использовать подобные трубы для создания оригинальных разработок тэнов

Вывод

Ознакомившись с видео в этой статье можно подробно изучить эту разновидность материала и оценить ее свойства более детально. Также основываясь на тексте, который предложен выше, стоит сделать вывод о том, что процесс изготовления таких труб довольно сложный и порой проще приобрести уже готовое изделие.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Оребренные металлические трубы: что это и для чего они нужны

Оребренные трубы снабжены металлическими ребрами, благодаря чему их наружная поверхность увеличивается. Это приводит к повышению эффективности теплопередачи в полтора раза. Оребренные изделия находят применение в промышленности и в быту. Их используют для обустройства теплообменников и охладителей, систем отопления, промышленных холодильных камер, металлических коммуникаций.

Ореберенные трубы — изделия с особыми свойствами и характеристиками

Устройство и области применения ребристых труб

Оребренные трубы представляют собой монометаллические или биметаллические конструкции, состоящие из двух элементов:

  1. Внутренней трубы. Это несущий элемент, по внутренней полости которого перемещается рабочая среда. Изготавливают его из металла, чаще всего – из стали. Чугун и цветные металлы используются значительно реже. Материал, из которого выполнена внутренняя часть конструкции, обладает устойчивостью к температурным перепадам и высокому давлению, антикоррозионными свойствами.
  2. Наружных ребер. Они также могут быть изготовлены из стали, чугуна и цветных металлов. Наружные ребра эффективно передают тепло, поступающее от несущего элемента.

Оребренные трубы находят применение в различных областях человеческой деятельности:

  • машиностроительная промышленность использует их в холодильных установках, маслоохладителях и компрессорах;
  • химическая, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая – в конденсаторах, газонагревателях и газоохладителях;
  • атомная энергетика – в газоохладителях, промежуточных холодильниках, паровых воздухонагревателях, сушильных башнях;
  • в технике для кондиционирования воздуха;
  • в теплообменных агрегатах.

Трубы с металлическими ребрами применяются в качестве охладительных, теплообменных и прочих устройств на объектах разного назначения

Производство и характеристики оребренных труб

Способ производства изделий зависит от их назначения и связанных с ним технических характеристик.

В основном применяется полностью автоматизированное спиральное оребрение, при котором приваренная непрерывным швом спираль проходит вокруг внутренней трубы. Оно может проводиться тремя способами:

  1. Накатным.
  2. Навиванием из алюминия.
  3. Навиванием с приваркой.

Дальнейшая обработка не требуется, изделие обладает такими особенностями:

  • выросшим наполовину коэффициентом теплопередачи;
  • повышенной устойчивостью к нагрузкам;
  • сохранением заданных характеристик при повышении давления, температурных перепадах и прочих резких изменениях условий эксплуатации;
  • повышением производительности оборудования, которое было им оснащено.

Важно! Спиральное оребрение позволяет снизить расход труб при снижении веса теплообменников.

Покрытие предварительно обезжиренной оребренной трубы окисью магния и последующий отжиг позволяют придать ей термостойкое покрытие. Такие изделия обладают:

  • возросшим более чем в полтора раза коэффициентом теплопередачи;
  • повышенной стойкостью в отношении различных коррозий;
  • возросшей производительностью;
  • большим сроком эксплуатации;
  • выросшей стойкостью к перепадам давления и температуры;
  • возможностью использования в агрессивных средах.

Способ производства труб, форма ребер и метод их крепления отражаются на технических характеристиках изделий и определяют сферу применения

Преимущества применения термостойких оребренных труб

Термостойкие оребренные изделия, полученные в результате применения новых технологий, обладают целым рядом достоинств, обусловивших их широкое распространение. Они отличаются:

  • высокой технологичностью изготовления. Применение контактной сварки не требует ни большого количества энергии, ни особых расходных материалов, ни сложного оборудования;
  • возросшей интенсивностью конвективного теплообмена. В пространстве межреберных каналов происходит турбулизация потока рабочей среды, а все участки оребрения работают одинаково хорошо;
  • превосходным термическим контактом между несущим элементом конструкции и ребрами. Применение контактной сварки позволило добиться практически идеального термического контакта;
  • более низким термическим сопротивлением термоотдачи. Так как толщина пленки конденсата уменьшилась, то и уровень конденсации паров текущей по трубопроводу технологической жидкости снизился. Это происходит благодаря наличию термостойкого покрытия.
Читайте также:  Трубы из нержавейки для отопления, газопровода и водоснабжения

Труба ребристая чугунная

Технический прогресс сделал возможным производство ребристых чугунных конструкций. Это позволило использовать чугунные ребристые трубы отопления. Ведь отопительные системы — буквально идеальная среда для использования ребристых чугунных изделий. Они обладают такими преимуществами:

  • высокой стойкостью по отношению к коррозии, вызываемой как воздействием рабочей жидкости изнутри, так и внешней среды;
  • легкостью установки;
  • высоким коэффициентом теплопередачи;
  • компактностью;
  • невысокой стоимостью.

Ребристые трубы из чугуна имеют массу преимуществ, одно из них — устойчивость к высоким температурам

Ребристые чугунные изделия не лишены недостатков. Они:

  • имеют свойство накапливать между ребрами плохо очищаемую пыль;
  • немало весят;
  • хрупки при механических воздействиях.

Обратите внимание! Перечисленные недостатки вполне позволяют использовать ребристые чугунные трубы для создания отопительных регистров в производственных и складских помещениях.

Для регистров специально производят ребристые чугунные трубы в виде полых радиаторов, иногда оснащенных соединительной резьбой или фланцами на краях, чтобы обеспечить состыковку с другими элементами системы отопления.

А чугунные радиаторы для жилых помещений продолжают пользоваться повышенным спросом, так как они выдерживают температуру в полтораста градусов. В конструкции систем отопления часто встраивают чугунную стартовую трубу. Благодаря этому отопительная печь быстрее прогревает окружающее пространство.

Труба экономайзерная чугунная

При производстве промышленных теплообменников ребристые чугунные трубы просто незаменимы. Для промышленных регистров (экономайзеров) чугунные трубы с ребристыми стенками выпускаются либо с круглыми ребрами, либо прямоугольной формы. Внутренний диаметр равняется семидесяти миллиметрам, внешний – 175 мм. Большая разница между величинами внутреннего и внешнего диаметров позволяет получить на поверхности относительно невысокую температуру, при том, что теплоноситель будет очень горяч.

Чугунные трубы чаще всего имеют фланцевое соединение

Экономайзерные чугунные трубы поступают в продажу длиной в два или три метра. Их оснащают двумя глухими пробками и двумя пробками с отверстиями – левосторонней (маркируется как «Л») и правосторонней. Неудобства, сопряженные с транспортировкой тяжелых и слабоустойчивых к механическим повреждениям экономайзерных чугунных конструкций, с лихвой окупаются при их правильной эксплуатации. Используя экономайзерные элементы, рекомендуется:

  • подвергать смонтированные конструкции минимальному воздействию извне;
  • не допускать превышения температуры теплоносителя. Экономайзерные трубы способны кратковременно выдержать нагрев теплоносителя до полутораста градусов, но желательно не поднимать температуру выше 95º С;
  • применять величину постоянно рабочего давления в шесть-десять атмосфер. Хотя возможно подсоединение к паровым котлам с рабочим давлением до 24 атм;
  • покрыть внешнюю поверхность специальной грунтовкой;
  • производя монтаж, обратить внимание на то, чтобы расстояние от срединной оси регистра до боковой стены было больше 130 мм, а до пола – больше двухсот миллиметров;
  • устанавливая регистры в два ряда и соединяя их между собой при помощи специальной дуги, выдерживают расстояние между срединными осями, равное 250 мм.

Придерживаясь правил эксплуатации, можно добиться наибольшей эффективности функционирования экономайзерных чугунных труб.

Расчеканка чугунных труб

Так как наружные канализационные сети выполнены, в основном из чугуна, то нельзя обойтись без проведения зачеканки и расчеканки. Зачеканка проводится при сборке системы, включающей чугунные трубы, для заделки зазоров, возникающих на месте, где производится переход на другую чугунную трубу. Ее производят с помощью:

  1. Смоляного уплотнителя и цементного раствора.
  2. Слегка увлажненной смеси цемента и асбестового волокна.
  3. Заливки серой.

Важно! Производя расчеканку, трубы аккуратно простукивают молотком, чтобы раструб двигался свободно.

Если раструб освободить не удалось, значит, применялась заливка серой. Ее осторожно выжигают, обязательно надев при этом респиратор. Освободив раструб, его тщательно очищают. В раструб вставляется покрытое специальной смазкой кольцо-уплотнитель, а в него – новая деталь.

Оребренные трубы: для чего и как

Трубы с металлическими ребрами были изобретены с целью увеличения площади наружной поверхности. Такая конструкция позволяет повысить теплопередачу в 1,5 раза. Эти изделия применяются в областях, где необходим быстрый теплообмен между жидкостью в трубе и окружающей средой. Эффективность зависит от правильности выбора конструкции и сырья применительно к конкретным условиям.

Конструкция

Независимо от материала, изделия этого вида по устройству одинаковы. Отличаются они только деталями – формой лепестков и коэффициентом оребрения. «Сооружение» собирается из двух составляющих:

  1. Основа – это труба, изготовленная из материала с антикоррозийными свойствами. Ее задача – выдерживать давление и перепад температур. Используют стальные, чугунные и трубы из цветных металлов. В зависимости от решаемых задач по ним протекает хладо- или теплоноситель.
  2. Ребра, закрепляемые на основе. Так как нагрев осуществляется по всей поверхности лепестков, его эффективность остается на одном уровне независимо от температуры носителя.

Коэффициент оребрения – это величина, получаемая от деления площади выступов и участков между ними на неоребренную поверхность. Чем он больше, тем выше эффективность.

Трубы из чугуна отливаются сразу с ребрами. Для изготовления изделий из других материалов применяют:

  • высокочастотную приварку элементов;
  • обжим шайб;
  • поперечно-винтовую накатку;
  • электродуговую и контактную сварку;
  • навивку с натяжением металлической ленты на основу.

Некоторые производители для повышения эффективности теплопередачи делают ребра с прорезями. Трубы, изготовленные методом накатки алюминия, могут применяться при температуре до 350 ⁰C. Конструкции, сделанные по технологии навивки стальной ленты, способны выдержать более суровые условия.

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.

Разновидности труб и технические характеристики

Выпускается два типа оребренных изделий: монометаллические и биметаллические. Первые изготавливаются из одного материала, вторые – из разных сплавов. Характеристики нормируются ГОСТом:

  • толщина стенок – 2-12 мм;
  • наружный диаметр – 20-219 мм;
  • высота ребер – 8-28 мм;
  • шаг витков – 3,6-25 мм;
  • толщина выступов – 0,8-2,5 мм;
  • длина – 1,5-24 м.

Чугунные

Изделия из этого материала давно применяются для отопления больших производственных помещений, в экономайзерах котельных. В быту из-за большого веса они используются реже. В индивидуальных системах отопления нередко устанавливается стартовая чугунная труба, чтобы быстро прогревать помещение. К достоинствам относятся:

  • высокая стойкость к коррозии;
  • простота монтажа;
  • хорошая теплопередача;
  • компактность;
  • использование в паровых отопительных системах с температурой до 150 ⁰C;
  • давление до 24 атм;
  • маленькая стоимость.

Недостатки тоже имеются:

  • скапливание трудноудаляемой пыли в межреберном пространстве;
  • большой вес;
  • низкая механическая прочность.

Алюминиевые

Благодаря высокой стойкости к химически активным веществам эти трубы широко применяются в промышленности. Из достоинств следует отметить:

  1. Неподверженность коррозии изделий, изготовленных из материала с содержанием алюминия выше 95 %. Трубы из сплавов с большим количеством добавок ржавеют, поэтому их необходимо защищать от воздействия влаги.
  2. Малый вес – не создает проблем при перевозке и монтаже.
  3. Возможность применения в агрессивных средах.
  4. Низкая шероховатость внутренних стенок по сравнению со стальными и чугунными аналогами – обеспечивает хорошую пропускную способность.
  5. Легкость механической обработки.

Алюминий высокой чистоты обладает канцерогенными свойствами, поэтому трубы из него нельзя использовать для бытовых нужд. При выборе следует учитывать, что изделия, не прошедшие обработку отжигом, закаливанием или нагартовкой, легко деформируются на холоде.

Нержавеющие

Эти трубы считаются лучшими для монтажа радиаторных отопительных систем любого типа. Они обладают следующими преимуществами:

  • малым коэффициентом теплового расширения, поэтому даже длинную трубу не покоробит при сильном нагреве;
  • высокой прочностью;
  • долговечностью;
  • хорошей сопротивляемостью к коррозии и химически активным веществам;
  • жаростойкостью, что позволяет использовать нержавеющие трубы даже в высокотемпературных печах;
  • сильной теплопроводностью.

Недостатков, кроме большой стоимости, не обнаружено.

Медные

Изделия из этого металла широко применяются в промышленности и быту. Их эксплуатационные преимущества обусловлены уникальными свойствами меди:

  1. Выдерживание нагрева до нескольких сотен градусов. При температуре 600 ⁰C они отжигаются с незначительной потерей прочности, но становятся более пластичными. Точка плавления меди – 1000 ⁰C, что позволяет делать теплообменники, устанавливаемые в топках котлов.
  2. Рабочее давление – до 30 атм.
  3. Высокая стойкость к химически активным веществам и коррозии.
  4. Небольшой коэффициент теплового расширения.
  5. Малая шероховатость – обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление. Поэтому при равенстве условий эксплуатации допускается использование труб меньшего диаметра по сравнению со стальными аналогами. На гладких стенках не образуются отложения.
  6. Благодаря специфике соединения медных труб на стыках проходное сечение не уменьшается.
  7. Медь – экологически чистый материал с антимикробными свойствами.
  8. Длительный срок службы (более 50 лет).
Читайте также:  Водопровод с подогревом как гарантия бесперебойного водоснабжения в любое время года

Из недостатков можно отметить самую высокую стоимость по сравнению с трубами из других материалов и сложность монтажа.

Биметаллические

Сочетание разнородных сплавов позволяет получать изделия с уникальными свойствами. Например, стальная труба, оребренная алюминием, обладает высокой прочностью и отличной теплоотдачей, что позволяет расширить сферу применения. Поскольку их начали выпускать сравнительно недавно, изучение свойств различных комбинаций до сих пор продолжается.

При изготовлении биметаллических изделий для теплообменников используются следующие сочетания материалов (труба + оребрение):

  • сталь с алюминием;
  • нержавейка с медью;
  • латунь с алюминием;
  • нержавейка с алюминием.

Совмещение разных металлов позволяет получить следующие преимущества:

  • отличную теплоотдачу;
  • большую механическую прочность;
  • длительный срок службы;
  • низкую стоимость;
  • возможность использования в системах с высоким давлением теплоносителя.

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 пр) 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.

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.

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.

Заключение

Благодаря небольшому весу и высокой эффективности оребренные трубы (кроме чугунных), объединенные в секции, все чаще применяются для отопления загородных домов. Их цена зависит от материала, толщины стенок, размера ребер. Стоимость изделий с термостойким покрытием больше, но они надежней. Лучшим вариантом по соотношению цена/эффективность будут биметаллические трубы.

Оребренные трубы для теплообменников

  • Они изготавливаются из всевозможных материалов несколькими методами.
  • Каждый метод имеет свою значимость.
  • Они имеют разные технические и целевые особенности.

Наиболее распространённой группой заведено считать спиральное оребрение, где производство их изготовления протекает всецело автоматизировано. В этом случае к наружной стене приваривается ребро из железной полосы. При этом соединение выходит беспрерывным и проходит по спирали кругом всей трубы.

После производства готовая труба не нуждается в последующей обработке.

Современные технологии и способ частотной сварки разрешает достичь, безусловно, достоверного сварочного шва в итоге чего ребро безупречно крепко зафиксировано.

Существует два вида труб— биметаллические и монометаллические.

Свойства оребренных труб:

  • Показатель теплопередачи возрастает, придерживаясь 50%.
  • Ресурс изготовления снабжённого трубами оснащения гораздо возрастает.
  • Авторитет теплообменников очень сокращается, а затрата их понижается.
  • Они готовы выдерживать тяжёлые работы, по причине приваренного ребра.
  • Перепад температур, давления и иные быстрые изменения труба оребренная выносит без издержки начальных данных.

Благодаря высочайшим техническим показателям, трубы обширно используются в таких важных областях, как газоперерабатывающая, нефтеперерабатывающая и в том числе и атомная индустрия. Машиностроительные фабрики, химическая индустрия также зачастую нуждаются в этом изделии.

Термостойкие изделия

Инноваторские технологические процессы дозволили усовершенствовать процесс производства. Так, специализированная лента для оребрения труб впоследствии приварки нередко покрывается теплостойким покрытием. Это даёт возможность увеличить показатель теплоотдачи до 54–55%.

Предлагаемые ребристые трубы обладают рядом существенных достоинств. К ним относятся:

  • высокая технологичность, обусловленная применением контактной сварки, не требующей сложного оборудования, специальных расходных материалов и большого количества потребляемой энергии;
  • высокая интенсивность конвективного теплообмена, связанная с отсутствием плоха работающих участков оребрения и турбулизацией потока в межрёберных каналах;
  • практически идеальный термический контакт между рёбрами и несущей трубой, обусловленный применением технологии контактной сварки;
  • более низкое термическое сопротивление теплоотдачи при конденсации внутри труб паров технологических жидкостей вследствие уменьшения толщины плёнки конденсата (см. как избавиться от конденсата) .

Свойства в этом случае таковы:

  • Теплостойкое покрытие присваивает завышенную стойкость к разным вариациям коррозии.
  • Продолжительность срока работы, а её производство гораздо возрастает.
  • Даёт возможность применить их в критериях наличия агрессивной среды.
  • Она впоследствии производства обволакивается окисью магния. Прежде чем наносить покрытие, её обезжиривают и изготовляют отжиг.

Исследование течения теплообмена в пучках оребренных труб показали, что для ряда важных лобовые и кормовые участки рёбер находятся в аэродинамической тени и практически не участвуют в процессе теплообмена.

Калориферы

Технические свойства спирально ленточного оребрения

1.Толщина стен 0,2 см – 0,12 см.
2.Внешний поперечник без учёта ребра 0,20 см – 21,9 см.
3.Высота ребра 0,8 см – 0,28 см.
4.Витки шагом от 0,36 см до 0,25 см.
5.Толщина ребра 0,08 см – 0,25 см.
6.Протяжность 150 см – 2400 см.

Оребренные трубы для отопления

Собственно, что касается материалов, идущих на создание, во всех случаях применяется качественная сталь, а также сплавы стали с иными видами металла.

Это присваивает железным увеличенные технические свойства.

Они изготавливаются из простых углеродистых, хромомолибденовых, низколегированных, аустенитных, хромомолибденованадиевых сталей.

Оребренные трубы биметаллические

Лент а для оребрения производится из качественной низколегированной или же углеродистой стали. По желанию клиента оребрение труб может быть приготовлено из цветных металлов или же их сплавов в различных вариантах.

В зависимости от области использования трубы на заказ имеют все шансы быть приготовлены из стали, латуни, алюминия, меди и иных материалов.

Шаг витков может колебаться в связи с заданными параметрами.

Оребрение производят при помощи напайки дюралевой ленты, сваркой под давлением либо навивкой стальной ленты с последующей сваркой.

Произведённые данными методами оребренные трубы можно использовать при температурном режиме до +350 градусов, а с навитой стальной лентой, возможно, применять в условиях свыше+350 градусов.

Труба спирально-оребренная

Применение

  • Предусмотрены они для использования, как в бытовых условиях, так и в различных областях стройиндустрии.
  • Оребрение содействует действенной теплопотере и отводу тепла в теплообменниках, для замораживания газов, а ещё жидкостей воздухом, для обогрева здания.
  • Как в промышленности, так и в бытовых условиях этот вид нашло самое обширное применение.
  • Они уникальным по своим теплопередающим свойствам, технологичности и эксплуатационным качествам теплообменной поверхности, не имеющей аналогов в мире.

Используются в таких областях:

  • Теплообменные аппараты всевозможных типов и назначения в обязательном порядке имеют в собственной системе трубы предоставленной категории.
  • Оборудование для кондиционирования. Здесь они используются для конденсаторов и в огромных охладительных установках.
  • В машиностроительной индустрии. Для морозильных оборудований, турбинных компрессоров, маслоохладителей, а ещё для промежных холодильников.
  • На атомных станциях. Паровые воздухонагреватели, газоохладители, сушильные башни, промежные холодильники оборудованы данными трубами.
  • Давно не новость, что также в их производстве нуждается нефтехимическая, химическая, нефтеперерабатывающая промышленности. Остужаемые воздухом газоохладители, газонагреватели и конденсаторы нуждаются в производстве этого вида труб.

Ссылка на основную публикацию