- Способ оребрения круглой трубы металлическими пластинами-рёбрами своими руками
- Изготовление оребрения трубы, выполняющего функцию радиатора
- Вариант оребрения — конвектор
- Об использовании силикона для приклеивания — вместо термопасты и хомутов
- Медная оребренная труба, диаметры и технические характеристики, ореберение своими руками
- Конструкция изделий
- Ключевое назначение
- Технические характеристики
- Как сделать оребрение своими руками?
- Оребренные трубы: для чего и как
- Конструкция
- Преимущества использования термостойких труб с оребрением
- Разновидности труб и технические характеристики
- Чугунные
- Алюминиевые
- Нержавеющие
- Медные
- Биметаллические
- Расчет коэффициента теплопередачи
- О сфере применения
- Как сделать оребрение своими руками
- Заключение
Способ оребрения круглой трубы металлическими пластинами-рёбрами своими руками
Увеличить теплоотдачу! (СДЕЛАЙ САМ)
Для множества домашнего изготовления устройств — «термических устройств» или переделки-усовершенствования имеющихся (даже элементарных труб водяного отопления) бывают нужны радиаторы для улучшения теплообмена труб между теплоносителем и окружающей средой. Ребра-радиаторы прикрепляются хомутами к трубе с теплоносителем с термопастой для теплового контакта вместо сварки или припаивания.
По крайней мере, вырезать (а потом вставлять а если потечет да протечёт [на нижний этаж]. ) кусок трубы из заполненной системы отопления — хлопотно :-).
Предлагаемым способом делается прикрепление ребер телообмена к круглой трубе через термопасту, без сварки или пайки. Желательно, оксидированные в черный цвет (для инфракрасного излучения, хотя это и несущественно) ребра — это нарубленные полосы из листа хорошо теплопроводящего тепло металла (алюминия, меди, золота %-) толщиной 2-5 мм, то есть, довольно устойчивой формы — не падают, довольно большой площади основания. Ширина полос может быть 15-30 мм, длина — примерно 0,5 м. С увеличением длины становятся более заметны деформации и трубы, и полос-ребер. С таким оребрением площадь теплового контакта трубы с окружающим газом или жидкостью возрастает на 200%, а при применении гнутых пластин с образованием каналов конвекции увеличивается и теплоперенос, без применения вентиляторов, насосов и прочих «мешалок».
Изготовление оребрения трубы, выполняющего функцию радиатора
Для хорошего теплового контакта намазать термопастой контактные поверхности ребер с трубой термопастой, временно стянуть пакет ребер на трубу, например, изолентой. На закрепленный таким образом пакет надеть равномерно по длине 2-4 хомута и постепенно (по длине ребер) стянуть их.
Схема оребрения трубы понятна из рисунка-чертежа:
Разрез круглой трубы с приделанными на термопасту ребрами (охлаждения/нагрева)
На рисунке:
- Круглая труба (серый металл — сталь) с теплоносителем (синим).
- Металлические ребра-радиаторы [медные или алюминиевые] (красные).
- Термопаста[показано избыточное нанесение каплями](белый-синеватый)
- Стягивающий ребра вокруг трубы металлический хомут (тёмно-красный).
Наварка алюминиевых ребер на черную (стальную), трубу из нержавеющей стали или медную трубу невозможна. А пайка таких разнородных материалов — сомнительна, ибо будет «цирк» с различным флюсами для разных материалов.
Таким образом можно сделать оребрение на полуметровом участке прямой трубы. А несколько таких оребренных участков дадут бОльшую площадь теплоотдачи.
Вариант оребрения — конвектор
Другой вариант — делать ребра из более тонкого металла и гнуть их вдоль длины полосы, чтобы получить V- или U-образное сечение. «Растопыренной» стороной гнутые полосы прикладывать к трубе и их пакет так же стягивать хомутами, нанесши теплопроводную пасту.
Но при использовании этого способа увеличения поверхности теплоотдачи образуется существенный недостаток: грязь и мусор, насекомых (и продукты их жизнедеятельности — испражнения, паутину, «бетонные» конструкции оболочек личинок, соты) трудно вычищать для нормального теплообмена и циркуляции.
Если труба расположена вертикально, то полости больше шириной 1-1,5 см (образуемые профилями ребер и трубой) будут выполнять функцию конвектора, то есть воздух в них будет дуть вверх (или вниз, в зависимости от температур) и увеличивать перенос тепла.
Об использовании силикона для приклеивания — вместо термопасты и хомутов
В некоторых случаях (при небольших температурах: -30. +80) и небольших тепловых мощностях теплопередачи можно упростить конструкцию оребрения и обойтись без хомутов: вместо термической пасты прилеплять ребра к трубе на силикон. Его тонкий слой (с десяток микрометров) обладает неплохой теплопроводностью.
Изготавливать и монтировать ребра на трубу для охлаждения/нагрева нужно точно и аккуратно, ибо зазоры между трубой и пластинами ребер увеличивают тепловое сопротивление радиатора.
Электроодеяла, для комфорта:
ДУМАТЬ НАДО
Статьи на сайте HOLODNO.NetNotebook.Net — это всего лишь делёжка собственным жизненным опытом жизни в морозы.
Экономические и климатические условия меняются, а жить надо. По отоплению и электроснабжению мой северный и московский опыт серьезно обогащен жизнью в Болгарии. Думаете, в Болгарии снега и мороза не бывает? Про европейское отопление.
«Добро пожаловать на Тёплое Черное Море с температурой воды +8 градусов и снегом на песчаном пляже»
Источник
Медная оребренная труба, диаметры и технические характеристики, ореберение своими руками
Для обеспечения высокого уровня теплопередачи нужно использовать медные трубы подвергнутые оребрению. Такая продукция получила широкое распространение в бытовых и промышленных целях. Форма изделий увеличивает площадь их поверхности. В результате нагрев и охлаждение продукции улучшается.
Конструкция изделий
Различия между разными видами продукции заключаются в форме лепестков и коэффициенте оребрения. Промышленное производство рассматриваемой группы труб может основываться на разных технологиях. Все зависит от назначения изделий.
Рассмотрим наиболее распространенный способ создания оребренной медной продукции. Сначала по всей площади трубы наносится канавка в виде змейки. Данная операция выполняется на токарном оборудовании посредством использования специального резца.
Затем в созданные пазы под натяжкой ставят полоски из меди. Их впрессовывают во внутрь. Чаще всего такое оборудование имеет функцию дополнительного нагрева. Это позволяет выполнить операцию более точно и качественно.
Оребренные медные трубы бывают нескольких разновидностей. Наиболее популярным видом являются изделия, сделанные полностью из меди. Такая продукция отлично передает температуру. Ее можно использовать как для охлаждения, так и для нагрева.
Еще одним вариантом продукции являются биметаллические изделия. Их производят из меди и стали. Первый металл представляет собой слой, занимающий около пятнадцати процентов толщины стенок. Он может находится как с внешней, так и с внутренней стороны. В некоторых случаях слой меди располагают с обеих сторон. Все зависит от назначения изделия.
Преимущество биметаллических труб заключается в их дешевизне. Купить эту продукцию можно относительно недорого. Цена трубы, сделанной целиком из меди, будет намного дороже. Биметаллическая продукция в некоторых случаях является оптимальным средством для создания качественного теплообменника. Данные изделия широко применяются в отопительных системах.
Ключевое назначение
Оребренные трубы в большинстве случаев используют для нагрева каких-либо жидкостей. На оборудование воздействует источник тепла. В результате медь передает его жидкости, проходящей через теплообменник. Таким образом вода подогревается. Стоимость использования таких теплообменников достаточно высокая. Показатель КПД теплопередачи у данных изделий больше, чем у стандартных труб.
Оребренные трубы обеспечивают довольно быстрый нагрев. Их часто используют в качестве теплообменника в котлах, предназначенных для отопления и горячего водоснабжения. Использовать эту продукцию можно и для охлаждения. Но в этом случае, их результативность будет не столь высокой. Для повышения эксплуатационных характеристик изделия подвергают дополнительному стимулированию.
Рассматриваемое оборудование применяется в:
- Химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Применяемые нагреватели и охладители газа, а также конденсаторы имеют в своей конструкции оборудование этого типа.
- Атомной энергетике. Изделия используются в разнообразных сушильных башнях, воздухонагревателях и других приборах.
- Машиностроении. В большинстве случаев речь идет о турбинных компрессорах и морозильном оборудовании.
- Системах кондиционирования. Обычно изделия применяются в охладительных агрегатах и конденсаторах.
- Теплообменных приборах различных видов. Во многих из них используются медные ребристые трубы.
Технические характеристики
Оребренные трубы имеют сильные преимущества перед стандартной продукцией. Оборудование характеризуется:
- Низким термическим сопротивлением передачи тепла при конденсации внутри изделий паров теплоносителя. Это происходит благодаря снижению уменьшению пленки конденсата.
- Качественным температурным контактом, находящимся между ребрами и несущим трубным изделием.
- Высокой интенсивностью конвективного обмена теплом, в результате отсутствия некачественных оребренных фрагментов и турболизации потоков в каналах, находящихся между ребрами.
- Высокой технологичностью. Это связано с применением современного оборудования, обеспечивающего небольшой расход сырья и энергии.
Особенность медных ребристых труб состоит в стойкости к коррозийным процессам. Длительном сроке эксплуатации теплообменников. Продукция имеет достаточно сильную стойкость к воздействию агрессивных сред. Наиболее востребованной является оребренная медная трубка 10 мм. Ниже вы сможете ознакомиться с тем, какими характеристиками обладают ребристые изделия из меди разных диаметров.
Отношение общей наружной площади к наружной площади без ребер называется коэффициентом оребрения. Чтобы подсчитать результативность ребристой продукции необходимо учитывать геометрию форм ребер, структуру пучка труб и теплопроводность материала изготовления.
Как сделать оребрение своими руками?
Самостоятельно создать ребра на трубах можно только на небольших частях продукции и только на заготовках небольших размеров. Вариантов решения задачи несколько. Добиться желаемого результата можно посредством:
- нанесения глубокой резьбы посредством токарного оборудования;
- намотки медной проволоки;
- насечки и натяга;
- сварки;
- насечки и сварки.
Если нет возможности использовать заводскую ребристую трубу нужно применять один из перечисленных выше способов. Необходимый метод нужно выбирать в соответствии с техническими характеристиками заготовки и ее будущего назначения. Каждая задача требует тщательного расчета. Поэтому к вопросу нанесения ребер на трубное оборудование нужно относиться предельно внимательно.
Источник
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:
- 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.
- 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:
- Высокая технологичность производства. Используемая контактная сварка потребляет мало энергии, для нее не нужны специальные расходные материалы и дорогостоящее оборудование.
- В промежутках между ребрами возникают турбулентные завихрения воздуха, что увеличивает интенсивность теплообмена на всех участках.
- За счет применения контактной сварки создается соединение между лепестками и основой с низким температурным сопротивлением.
- 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:
- 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.
- Малый вес – не создает проблем при перевозке и монтаже.
- Возможность применения в агрессивных средах.
- Низкая шероховатость внутренних стенок по сравнению со стальными и чугунными аналогами – обеспечивает хорошую пропускную способность.
- 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:
- 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.
- Рабочее давление – до 30 атм.
- Высокая стойкость к химически активным веществам и коррозии.
- Небольшой коэффициент теплового расширения.
- 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.
- Благодаря специфике соединения медных труб на стыках проходное сечение не уменьшается.
- Медь – экологически чистый материал с антимикробными свойствами.
- Длительный срок службы (более 50 лет).
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 (αпр) 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.
Источник
