Tubi chiodati e tubi alettati: qual è la differenza?
Tubi borchiati, chiamati anche tubi a testa di chiodo-o a perno, etubi alettatisono entrambi prodotti a superficie estesa-utilizzati per migliorare il trasferimento di calore tra un tubo e il gas o l'aria che scorre attorno ad esso. Il principio è lo stesso: maggiore superficie significa più calore scambiato a parità di lunghezza del tubo. La differenza sta nella geometria dell'estensione, nel modo in cui è fissata e nelle condizioni di servizio che ciascun tipo può tollerare.
Cos'è un tubo chiodato?
Un tubo con borchie è un tubo semplice con perni cilindrici o rastremati corti (prigionieri) saldati alla superficie esterna, tipicamente in uno schema sfalsato attorno alla circonferenza e lungo la lunghezza. I perni sono generalmente realizzati in acciaio al carbonio o acciaio legato corrispondente al grado del tubo e sono fissati mediante saldatura a resistenza. I tubi borchiati vengono utilizzati nelle sezioni radianti di riscaldatori e forni, dove il tubo è esposto a temperature dei gas di scarico molto elevate-, incrostazioni pesanti e collisioni di fiamme che danneggerebbero le sporgenze delle alette più sottili.
Cos'è un tubo alettato?
Un tubo alettato porta alette continue o segmentate lungo la sua lunghezza. Le pinne possono essere:
Avvolto elicoidale e saldato ad alta-frequenzaalette in acciaio o inox per recupero-del calore di scarto ed economizzatori di caldaia
Incorporato (scanalato)alette, dove la radice della pinna viene pressata in una scanalatura lavorata
Alette in alluminio estrusosu un tubo base, comune negli scambiatori di calore-raffreddati ad aria
Pinne seghettate o segmentateper un migliore trasferimento di calore nei flussi di gas sporchi
Differenze chiave in breve
| Caratteristica | Tubo con borchie (testa del chiodo). | Tubo alettato |
|---|---|---|
| Estensione della superficie | Perni saldati discreti | Alette continue o segmentate |
| Allegato | Saldatura perni a resistenza | Saldatura HF, incorporamento, estrusione o brasatura |
| Servizio tipico | Sezioni radianti del riscaldatore a legna | Sezioni convettive, economizzatori, aerorefrigeranti |
| Tolleranza alla temperatura del gas | Molto alto, con borchie in lega | Limitato dal materiale dell'aletta (alette in alluminio fino a circa 250-300 gradi) |
| Resistenza alle incrostazioni | Alto; l'ampia spaziatura e i robusti perni eliminano i depositi | Inferiore; le pinne vengono colmate più facilmente da cenere e depositi |
| Densità-di trasferimento del calore | Moderare | Elevata superficie per metro |
| Pulizia | Più facile con l'espulsione della fuliggine- | Più difficile nei servizi sporchi |
Perché la scelta è importante
In un riscaldatore a combustione le temperature più elevate ed il gas più sporco si verificano nella sezione radiante. Un tubo chiodato fornisce un significativo aumento della superficie resistendo alle temperature della fiamma e alle scorie; i perni in acciaio possono essere realizzati con la stessa lega del tubo, quindi la dilatazione termica è compatibile. Nella sezione convettiva, il gas si è raffreddato e trasporta meno incrostazioni, quindi un tubo alettato può compattare molta più superficie nella stessa scatola. Per gli scambiatori di calore raffreddati ad aria-, le alette in alluminio offrono un'eccellente conduttività a basso costo, ma l'alluminio limita la temperatura di servizio, motivo per cui non vengono mai utilizzate nel servizio dei gas di combustione-ad alta temperatura.
Lista di controllo della selezione
Temperatura dei gas di combustione o di processo- sulla fila di tubi
Tendenza del gas a incrostare e metodo di pulizia disponibile
Rischio di corrosione e materiale delle alette o dei perni compatibile con la chimica del gas
Prestazione termica richiesta e spazio disponibile per il fascio
Requisiti di pulizia meccanica: soffiatura-di fuliggine, lavaggio con acqua o pulizia chimica
Domande frequenti
Q1: Cos'è un tubo sterzo a chiodo-?
Un tubo sterzo a chiodo- è un altro nome per un tubo con borchie: un tubo semplice con borchie corte o perni saldati all'esterno per estendere la superficie di trasferimento del calore-.
Q2: Quando dovrei scegliere i tubi chiodati rispetto ai tubi alettati?
Scegli tubi chiodati per servizi ad alta-temperatura e con elevata incrostazione, come la sezione radiante di un riscaldatore, dove le alette sottili si surriscalderebbero o si riempirebbero di depositi.
Q3: Perché le alette in alluminio non vengono utilizzate ad alte temperature?
L'alluminio perde resistenza e può ossidarsi al di sopra dei 250-300 gradi circa, quindi i tubi alettati in alluminio-sono limitati al servizio di aria o gas a temperature più basse.
Q4: Come sono fissati i prigionieri al tubo?
I perni sono fissati mediante saldatura a resistenza, che produce un giunto metallurgico solido senza l'aggiunta di metallo d'apporto.
Q5: Quale tipo di tubo offre più superficie per metro?
I tubi alettati offrono una superficie per metro molto più estesa, motivo per cui dominano il compito di recupero del calore convettivo-; i tubi chiodati scambiano una parte della superficie con la robustezza in un servizio gravoso.
Q6: È possibile pulire i tubi borchiati e alettati con i soffiatori di fuliggine-?
Entrambi possono, ma i tubi chiodati tollerano molto meglio il soffiaggio aggressivo della fuliggine-e la pulizia meccanica perché i perni sono corti e robusti.
