Depois de compreender o princípio e a função dos tubos com aletas, existem vários princípios na escolha dos tubos com aletas

Depois de compreender o princípio e a função dos tubos com aletas, existem vários princípios na escolha dos tubos com aletas

Pode-se observar que o processo de transferência de calor está intimamente relacionado aos dois processos de transferência de calor por convecção em ambos os lados da parede divisória. Para o exemplo acima, o coeficiente de transferência de calor convectivo no lado da água dentro do tubo é de cerca de 5.000, enquanto o coeficiente de transferência de calor convectivo no lado do ar fora do tubo é de cerca de 50, com uma diferença de 100 vezes entre os dois. Devido à capacidade de transferência de calor muito menor do lado do ar em comparação com o lado da água, a utilização da capacidade de transferência de calor do lado da água é limitada, tornando o lado do ar um gargalo no processo de transferência de calor e limitando o aumento da transferência de calor. Para superar o efeito de gargalo no lado do ar, a instalação de aletas na superfície externa do lado do ar seria a escolha mais sensata. Após a instalação das aletas, a área original de transferência de calor no lado do ar foi bastante expandida e o baixo coeficiente de transferência de calor no lado do ar foi compensado, melhorando bastante a transferência de calor, conforme mostrado na figura anexa abaixo. A função de instalação de barbatanas também pode ser ilustrada com o seguinte exemplo mais vívido: no ponto de entrada e saída de um porto fronteiriço, assumindo que o porto da Parte A possui dez portos de fiscalização, que podem liberar 5.000 pessoas por hora, enquanto o porto da Parte B possui apenas um porto de inspeção de passagens, e o processo é muito lento, apenas 50 pessoas podem ser liberadas por hora. Desta forma, a segunda parte torna-se um gargalo para os passageiros passarem pela alfândega, impedindo que a “capacidade” da primeira parte seja plenamente utilizada. A maneira mais eficaz de aumentar o fluxo de liberação é abrir várias portas de inspeção no lado da Parte B. Este é o mesmo princípio da adição de aletas. Depois de compreender o princípio e a função dos tubos com aletas, ao escolher os tubos com aletas, existem vários princípios: (1) Se os coeficientes de transferência de calor em ambos os lados do tubo diferirem muito, as aletas devem ser instaladas no lado com coeficientes de transferência de calor mais baixos. Exemplo 1: Economizador de caldeira, com água fluindo dentro da tubulação e fumaça fluindo para fora da tubulação, devem ser utilizadas aletas no lado da fumaça. Exemplo 2: Refrigerador de ar, com líquido fluindo dentro do tubo e ar fluindo fora do tubo, aletas devem ser adicionadas no lado do ar. Exemplo 3: Num gerador de vapor, há água fervente dentro do tubo e a fumaça flui para fora do tubo. As barbatanas devem ser adicionadas ao lado da fumaça. Deve-se observar que durante o projeto, o lado com baixo coeficiente de transferência de calor deve ser colocado fora do tubo, tanto quanto possível, para facilitar a instalação das aletas. (2) Se o coeficiente de transferência de calor em ambos os lados do tubo for muito pequeno, para aumentar a transferência de calor, devem ser instaladas aletas em ambos os lados simultaneamente. Se houver dificuldades estruturais, as aletas podem ser omitidas em ambos os lados. Neste caso, adicionar aletas apenas de um lado não terá um efeito significativo no aumento da transferência de calor. Exemplo 1: Os pré-aquecedores de ar tubulares tradicionais utilizam ar dentro dos canos e fumaça fora dos canos. Por se tratar de transferência de calor de gás para gás, os coeficientes de transferência de calor em ambos os lados são muito baixos e é difícil adicionar aletas dentro do tubo, por isso temos que usar o tubo inteiro. Exemplo 2: Um pré-aquecedor de ar com tubo de calor, embora ainda aquecido pelo gás de combustão, pode usar convenientemente tubos com aletas tanto no lado do gás de combustão quanto no lado do ar devido ao fluxo do gás de combustão e do ar fora do tubo, aumentando bastante a transferência de calor. (3) Se os coeficientes de transferência de calor em ambos os lados do tubo forem grandes, não é necessário usar tubos com aletas. Exemplo 1: Ao usar água quente para aquecer água fria em um trocador de calor água/água, se os coeficientes de transferência de calor em ambos os lados forem altos o suficiente, não há necessidade de usar tubos com aletas.

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