I. Definicja produktu podstawowego

Rura z wtopionymi żebrami (znana również jako rura żebrowana typu G) to wysoce wydajny element wymiany ciepła, w którym żebra są trwale połączone z powierzchnią rury podstawowej za pomocą procesów mechanicznych lub metalurgicznych. Jej podstawowa konstrukcja polega na wtopieniu żeber w precyzyjnie obrobione rowki na zewnętrznej ścianie rury podstawowej i wzmocnieniu ich mocowania. Eliminuje to kontaktową rezystancję termiczną między żebrami a rurą podstawową, maksymalizując powierzchnię wymiany ciepła bez poświęcania integralności strukturalnej. Stała się kluczowym komponentem w systemach wymiany ciepła, takich jak chłodnice powietrza i urządzenia do odzysku ciepła odpadowego.

II. Precyzyjny proces produkcji i charakterystyka strukturalna

(I) Podstawowy proces produkcji

Produkcja rur żebrowanych z wtopionymi żebrami łączy w sobie precyzyjną obróbkę skrawaniem i technologie łączenia wzmacniającego, obejmując głównie trzy główne procesy:

Metoda nawijania: Paski aluminiowe lub miedziane są spiralnie nawijane na powierzchnię rury ze stali węglowej, miedzi lub innej rury podstawowej pod napięciem, aby uzyskać początkowe zamocowanie.

Metoda wtopienia w rowek: Precyzyjne rowki spiralne są najpierw obrabiane na powierzchni rury podstawowej. Po wtopieniu pasków żebrowych stosuje się proces wypełniania, aby je zablokować, tworząc mechaniczną strukturę blokującą między żebrami a rurą podstawową. Zintegrowany proces pomocniczy: Niektóre produkty wysokiej klasy wykorzystują technologię zbliżoną do wytłaczania, aby uzyskać wiązanie na poziomie molekularnym między żebrami a rurą podstawową w wysokiej temperaturze i pod ciśnieniem, co dodatkowo poprawia przewodność cieplną. Cały proces produkcyjny obejmuje ciągłe operacje rowkowania, wkładania i mocowania, aby zapewnić wysoką wytrzymałość połączenia między żebrami a rurą podstawową. (II) Struktura i kombinacja materiałów Konfiguracja rury podstawowej: Obsługuje różne materiały, takie jak stal nierdzewna, stal węglowa, stal stopowa, tytan, miedź i stal nierdzewna dupleks, o zakresie średnicy zewnętrznej od 12,70 mm do 38,10 mm, grubości ścianki nie mniejszej niż 2,11 mm i długości, która może wynosić od 500 mm do 20000 mm. Parametry żeber: Materiały żeber to głównie aluminium, miedź i stal nierdzewna, o grubościach od 0,3 mm do 0,65 mm, wysokościach od 9,8 mm do 16,00 mm i gęstościach regulowanych w zakresie od 236 fpm (6 fpi) do 433 fpm (11 fpi). Długość gołego końca można dostosować do potrzeb. III. Główne zalety wydajności

(I) Znakomita wydajność wymiany ciepła

Dzięki rozszerzeniu powierzchni żebrowanej i konstrukcji bezkontaktowej rezystancji termicznej, wydajność wymiany ciepła wzrasta o 30%-50% w porównaniu z rurami gładkimi. Jej podwójny mechanizm wymiany ciepła—przewodzenie ciepła przez ścianę rury podstawowej i konwekcyjne rozpraszanie ciepła przez powierzchnię żebra—zapewnia szybki transfer ciepła. W tych samych warunkach pracy, połączenie z żebrami 3D może zwiększyć intensywność turbulencji o 50% i współczynnik przenikania ciepła o 22%.

(II) Doskonała wytrzymałość strukturalna i stabilność

Mechanicznie wtopiona struktura blokująca zapewnia mocne połączenie między żebrami a rurą podstawową, zdolną do wytrzymania częstych cykli termicznych, wibracji i uderzeń powietrza o dużej prędkości, rozwiązując problem łatwego luzowania w tradycyjnych żebrach nawijanych. Może dostosować się do maksymalnej temperatury roboczej 450°C, znacznie przekraczając rury żebrowane w kształcie litery L, i utrzymuje stabilną wydajność nawet w środowisku metalu o temperaturze 750°F (około 400°C). (III) Równowaga między adaptacją a ekonomią Chociaż proces produkcji jest bardziej złożony niż w przypadku zwykłych rur żebrowanych nawijanych, opłacalność w całym cyklu życia jest znacząca: w scenariuszach o dużym zapotrzebowaniu, żywotność znacznie przekracza żywotność konwencjonalnych elementów wymiany ciepła i nie jest wymagana częsta konserwacja; w porównaniu z rurami żebrowanymi wytłaczanymi, koszt jest niższy, zapewniając optymalne rozwiązanie dla scenariuszy z ograniczonym budżetem, ale wysokimi wymaganiami wydajnościowymi. (IV) Ulepszona odporność na warunki atmosferyczne i odporność na korozję Dzięki optymalizacji materiałów i obróbce powierzchni, może dostosować się do różnych środowisk: rura podstawowa ze stali nierdzewnej w połączeniu z żebrami pokrytymi ceramiką ma 20 razy większą odporność na korozję niż stal nierdzewna 316L w środowisku silnie kwaśnym o pH=1; powłoka wzmocniona grafenem nie tylko zwiększa przewodność cieplną o 38%, ale także ma funkcję zapobiegania osadzaniu się kamienia. IV. Scenariusze zastosowań w różnych branżach

(I) Sektor energetyczny i energetyczny

* Petrochemia: Rury żebrowane z wtopionymi żebrami spiralnymi są używane do odzysku ciepła odpadowego z gazów spalinowych, a pojedyncza jednostka oszczędza energię równoważną 12 000 ton węgla standardowego rocznie.

* Wytwarzanie energii: Chłodnice wlotowe turbin gazowych wykorzystujące rury żebrowane ze stali nierdzewnej mogą obniżyć temperaturę powietrza z 35℃ do 15℃, zwiększając wydajność jednostki o 12%. W elektrowniach słonecznych, rury żebrowane ze stopu niklu działają stabilnie w systemach stopionej soli w temperaturze 580℃.

* (II) Sektor przemysłowy i produkcyjny

* Chłodnice powietrza: W stacjach sprężarek i systemach chłodzenia oleju smarowego, ich odporność na wysokie temperatury i wibracje znacznie zmniejsza ryzyko awarii.

* Odzysk ciepła odpadowego: Regeneratory w piecach i piecach wykorzystują te rury żebrowane do zmniejszenia zużycia paliwa poprzez podgrzewanie powietrza do spalania. (III) HVAC i zastosowania specjalistyczne

Klimatyzacja na dużą skalę: Zespoły rur żebrowanych z wtopionymi żebrami aluminiowo-miedzianymi zmniejszają objętość wymiennika ciepła o 40% i zwiększają gęstość strumienia wymiany ciepła 3 razy;

Produkcja wysokiej klasy: W reaktorach farmaceutycznych moduły rur żebrowanych ze zintegrowanymi czujnikami temperatury zapewniają precyzyjną kontrolę temperatury ±0,5℃;

Inżynieria morska: W systemach odsalania wody morskiej, kombinacje materiałów odpornych na korozję zapobiegają korozji w środowiskach o wysokim zasoleniu.

V. Zalecenia dotyczące wyboru i użytkowania

Dopasowanie procesu: W przypadku systemów wysokociśnieniowych (>5MPa) preferowane są produkty procesowe podobne do wytłaczania; w przypadku środowisk korozyjnych zaleca się spiralne rury żebrowane ze stali nierdzewnej;

Optymalizacja konserwacji: Użycie obrazowania termicznego AI do monitorowania degradacji żeber może zmniejszyć przestoje o 30%;

Zrównoważony rozwój: Rury żebrowane z powłoką nano w jednostce odzysku ciepła odpadowego o mocy 10 MW mogą zmniejszyć emisję CO₂ o 18 ton rocznie, spełniając wymagania produkcji niskoemisyjnej.