Quest-ce quun échangeur de chaleur avec tube à ailettes internes ?

Léchangeur de chaleur à tube à ailettes interne est largement utilisé dans diverses industries telles que le pétrole, la chimie, la métallurgie et lénergie électrique en raison de sa structure simple, de sa fabrication facile, de sa large gamme de matériaux et de son adaptabilité. Il sert d’échangeur de chaleur principal dans la production industrielle. Cependant, les échangeurs de chaleur à tubes métalliques actuels présentent des limites en termes defficacité du transfert de chaleur, de surface de transfert de chaleur et de capacité. Leur coefficient de transfert thermique global nest pas élevé.

Les échangeurs de chaleur gaz-gaz à tubes conventionnels ont un faible coefficient de transfert de chaleur intégré, généralement compris entre 15 et 20 W/m²·°C. Le coefficient de transfert thermique des échangeurs de chaleur à tubes à ailettes varie de 30 à 35 W/m²·°C. Pour surmonter les limites des échangeurs de chaleur à tubes conventionnels, le concept déchangeurs de chaleur à tubes à ailettes a émergé. Parmi eux, l’échangeur de chaleur interne à tubes à ailettes a montré des résultats prometteurs et a été mis en œuvre avec succès dans diverses industries.

2.1 Échangeur de chaleur à tube à ailettes interne

Les principales caractéristiques des échangeurs de chaleur innovants à tubes à ailettes internes comprennent :

1. Transfert de chaleur amélioré en étendant la surface de l’échangeur de chaleur à l’intérieur des tubes. Les ailettes longitudinales droites augmentent le coefficient de transfert de chaleur denviron 3 à 4 fois par rapport aux tubes lisses.

2. Les ailettes sont soudées au tube à laide dun procédé de soudage à haute efficacité, ce qui permet dobtenir un taux de soudage de 100 %. Ce procédé de soudage est similaire à celui utilisé dans les échangeurs de chaleur à tubes généraux.

3. Comparés aux échangeurs de chaleur à tubes conventionnels, les échangeurs de chaleur à tubes à ailettes internes offrent les avantages suivants :

   (a) Amélioration du coefficient de transfert de chaleur pour les échanges gazeux. Les tubes à ailettes atteignent un rapport ailette/tube de 4 à 6, conduisant à une amélioration significative du transfert de chaleur à lintérieur des tubes.

   (b) Capacité de transfert de chaleur plus forte. Le coefficient de transfert thermique des tubes à ailettes est denviron A - A²/α, où A représente le coefficient de transfert thermique global et α désigne le coefficient de transfert thermique dans les tubes.

   (c) Transfert de chaleur amélioré avec une température de paroi de tube accrue. À mesure que le coefficient de transfert thermique (A) augmente, la différence de température (ΔT) entre la paroi du tube et le fluide saméliore également, ce qui entraîne de meilleures performances de transfert thermique.

   (d) Structure compacte. Le coefficient de transfert thermique amélioré réduit la surface déchange thermique requise, entraînant une réduction du volume global de léchangeur thermique.

2.2 Applications des échangeurs de chaleur à tubes à ailettes internes

Nous avons appliqué avec succès des échangeurs de chaleur internes à tubes à ailettes dans le surchauffeur à vapeur du projet dutilisation de la chaleur résiduelle de Shougang. Cette application a démontré le coefficient de transfert thermique élevé et les performances supérieures d’un transfert thermique amélioré. Les résultats obtenus lors de la production ont été très satisfaisants.

2.3 Perspectives des échangeurs de chaleur à tubes à ailettes internes

Depuis le développement des échangeurs de chaleur internes à tubes à ailettes en juin 2000, ils ont montré un grand potentiel pour des applications dans les industries du chauffage, de la production délectricité, du pétrole, de la chimie et autres. Dans les fours industriels, l’utilisation de ces échangeurs de chaleur améliore la température de combustion, améliore l’efficacité thermique et réduit la consommation d’énergie. Par conséquent, les préchauffeurs d’air trouvent une utilité très étendue.

Les échangeurs de chaleur internes à tubes à ailettes peuvent résister à des températures de lair élevées, en particulier dans des conditions de température élevée. Par exemple, lorsque la température des gaz de combustion atteint 320°C, la température de lair peut atteindre 420°C et la température de la paroi du tube peut atteindre 570°C. Dans de tels scénarios, les tubes à ailettes internes en acier au carbone peuvent gérer efficacement les différences de température, améliorant ainsi les performances des échangeurs de chaleur dans diverses conditions de fonctionnement.

3. Conclusion pour léchangeur de chaleur à tubes à ailettes internes

Léchangeur de chaleur interne à tubes à ailettes représente un échangeur de chaleur hautement efficace développé au niveau national. Sa large applicabilité dans des secteurs tels que la métallurgie, l’énergie électrique, le pétrole et la chimie en fait une technologie prometteuse.

Tube à ailettes interne pour échangeur de chaleur