Tubo Evaporador Inundado de Titânio

Tubo evaporador inundado em titânio é usado em evaporadores horizontais de camada e tubo de resfriamento, onde o refrigerante ferve na parte externa do tubo. Diâmetro externo 12,7–25,4 mm, em titânio Gr1 / Gr2.

Padrão de moldura, nadadeiras por polegada, comprimentos de extremidade lisa e seção de transição podem ser feitos para o seu desenho. A mesma linha também produz os tipos de filme caindo e sulcos internos, que podem ser citados junto com este se você precisar.

Três tipos de tubo evaporador: qual seu casco precisa

Nossos tubos evaporadores são uma família de produtos com três tipos. Escolher o tipo importa mais do que escolher o material, pois determina a lógica de transferência de calor de toda a casca.

Só há uma coisa que decide qual você precisa: se o refrigerante corre fora do tubo ou dentro dele.

Tubo evaporador inundado

Tubo evaporador de filme que cai

Tubo com sulcos internos (expansão seca)

O tipo com sulcos internos segue um caminho diferente. O aprimoramento está em sulcos espirais contínuos ou interrompidos na parede interna: o refrigerante evapora ao fluir dentro do tubo, e a água é resfriada do lado de fora.

O coeficiente de transferência de calor do lado do tubo atinge de 1 a 2 vezes o de um tubo simples do mesmo tamanho. Diferentemente do processo de formação por centrifugação usado para tubos convencionais de cobre com sulcos internos, o perfil da cumeeira pode ser projetado para um refrigerante e função específicos, e o comprimento não é limitado.

Tamanhos comuns: DIA 7,00 / 7,94 / 9,52 / 12,7 / 15,88 mm, 28–116 cristas, ângulo de hélice 18–45°, altura da cumeeira 0,12–0,21 mm, área interna de 0,0199–0,0280 m²/m por unidade de comprimento.

Tubo evaporador inundado de titânio: dados do produto

Tubo evaporador inundado: tamanhos padrão e faixa de usinagem

Tamanhos padrão e tamanhos de coronha

Esses são nossos tamanhos padrão com estoque, e são os mais rápidos de encomendar.

Gama de usinagem

Também fazemos tubos para o seu desenho.

Nota: o ângulo da hélice externa define o caminho que as bolhas seguem ao longo do eixo do tubo; as cristas internas quebram a camada limite do lado da água e reduzem a resistência do lado do tubo.

Nadadeiras por polegada e conversão do passo das nadadeiras

Se seu desenho chama fpi ou mm depende da indústria e da região. Essa tabela tem a conversão feita, então você pode ler direto.

FPI mais alto não é automaticamente melhor. Mais nadadeiras por polegada significa uma superfície externa mais eficaz e mais sítios de nucleação, mas os sulcos também ficam mais estreitos, o que torna o tubo mais sensível a oscilações na qualidade da água e à incrustação.

Quando a qualidade da água circulante é instável, 32 FPI não necessariamente durará mais que 25 FPI.

Tubo evaporador de filme de titânio caindo

O tipo de filme que cai é outro dos nossos produtos de alto volume.

Sua superfície externa possui um padrão de aletas em malha cruzada. As aletas são laminadas integralmente a partir do mesmo metal original do tubo, portanto não há resistência de contato, o que difere do tubo de aletas enroladas ou soldadas.

Essa superfície ajuda a diluir a película refrigerante e permite que o líquido pulverizado se espalhe rapidamente ao longo do eixo do tubo e ao redor da circunferência. É isso que produz o efeito da película de queda e eleva o coeficiente de transferência de calor por evaporação. É usado em todos os tipos de evaporadores de casca e tubo de película caindo.

O perfil inundado também pode servir para filmes que caem, então os dois não são mutuamente exclusivos. Qual escolher depende da estrutura do seu produto: se você construir ambas as plataformas e quiser carregar um número de peça a menos, deixe o tipo inundado cobrir ambas; se você usar uma única plataforma de filme caindo em volume, o tipo dedicado é o que se encaixa melhor.

Tamanhos padrão:

Guinete reta ou molha cruzada?

O tubo alagado vem com dois padrões de guinelado. Ambos são feitos ao descolocar as pontas das aletas em forma de agulha do perfil do tubo do condensador.

O molho reto é um conjunto de nervuras separadas dispostas de forma helicicamente; uma vez que as pontas são remexidas, elas formam o sulco omega. O molho com hachuras cruzadas é um conjunto regular de células pirâmides, com as pontas inclinadas da mesma forma.

A diferença não aparece na tabela de transferência de calor. Ela aparece na sua etapa de expansão: o knurl com hachura cruzada tem menos chance de danificar a cabeça expansora durante a expansão mecânica, e custa mais para produzir.

Então a decisão é simples. Se sua linha usa expansão mecânica e você retubula com frequência, o custo extra de processamento geralmente volta com o desgaste do expansor. Se você usa expansão hidráulica, ou seu intervalo de retubulação for longo mesmo, o knurl reto já é suficiente.

O guinete reto tem mais uma utilidade: funciona melhor onde o filme líquido precisa se espalhar uniformemente pela parede do tubo, e pode servir como tubo de filme caindo quando necessário.

Dentro do tubo: simples, com sulcos internos ou fita torcida

Usinagem simples, sem lado tubular

Menor queda de pressão e mais fácil de limpar. Considere isso primeiro quando a qualidade da água é ruim e o risco de sujidade é alto.

Ranhurado internamente, com cristas espirais internas

A contagem de cristas é (diâmetro interno × 3,14) / 2, altura da cumeeira 0–0,2 mm. Ela quebra a camada limite do lado da água e reduz a resistência do lado do tubo.

Inserto de fita torcida

Uma fita torcida inserida no tubo gera fluxo de redemoinho. Sua vantagem é que pode ser instalada posteriormente, permitindo que os feixes existentes sejam adaptados posteriormente.

Como escolher? O aumento do lado do tubo aumenta a transferência de calor, mas também aumenta a queda de pressão e dificulta a limpeza. Se a cabeça da bomba já estiver apertada, ou a água circulando vier de uma torre de resfriamento aberta, não limite o limite do lado do tubo. Começar com sulcos internos é mais fácil de suportar do que ir direto para uma fita torcida.

Uma coisa para manter claro: em filmes inundados e em queda de película, o refrigerante ferve fora do tubo e a água flui para dentro, então o realce do lado do tubo resolve o lado da água. Isso resolve uma resistência diferente dos sulcos ômega do lado de fora.

O titânio pode substituir seu tubo evaporador de cobre aprimorado?

Será que ela pode realmente ser expandida?

Essa é a pergunta que os clientes mais nos fazem.

A expansão mecânica geralmente requer 5–25% de alongamento no material. E o trabalho com plástico tem uma regra geral: a deformação aplicada não deve exceder metade do alongamento final do material.

Além disso, o tubo não necessariamente se racha, mas se formam micro-rachaduras. Você não pode vê-las, mas a capacidade de pressão e a resistência ao pulso de fadiga já caíram. Essa é uma falha mais problemática do que uma racha total, porque pode não aparecer na inspeção da fábrica.

A elongação na condição de recozimento é mais ou menos assim:

• Cobre cerca de 90%
• 316L cerca de 70%
• 304 cerca de 65%
• Titânio cerca de 45%

Metade do valor de titânio é 22,5%, o que está dentro da faixa de 5–25% que a expansão precisa.

Então a conclusão é clara: o titânio pode ser expandido, mas a margem é muito menor que a do cobre. A razão de expansão precisa ser recalculada para titânio e a primeira peça precisa ser expandida em teste. Você não pode carregar as configurações de cobre diretamente.

O que uma maior resistência de escoamento compra e quanto custa

Na condição de recozido, a resistência ao escoamento do titânio é aproximadamente o dobro da do cobre. Isso funciona nos dois sentidos.

Por outro lado: maior capacidade de pressão na mesma espessura da parede; um tubo mais rígido no mesmo tamanho, que relaxa os requisitos de espaçamento de suporte e comprimento não suportado; e menor risco de danos durante o processamento e transporte.

No lado do custo: expansão, flexão e rolamento das aletas ficam todos mais difíceis. Quando um perfil complexo fica mais difícil de rolar, ou o custo de laminação aumenta ou o perfil fica aquém e a transferência de calor sofre.

Essa é uma das razões pelas quais o tubo reforçado com titânio não suporta aletas tão altas quanto o tubo de cobre.

A verdadeira barreira não é o tubo

Em toda a indústria de HVAC, a maioria dos processos, equipamentos e ferramentas dos fabricantes foi projetada em torno de tubos de cobre.

O verdadeiro custo de mudar para titânio não é o preço unitário do tubo. É o tempo gasto adaptando a linha e validando o primeiro artigo. Se sua linha não consegue ajustar seu processo de expansão e ferramentas, mudar agora não compensa.

Verifique se pode ser trocado

• Abertura de campo em extremidade lisa contra o furo da placa tubular
• Seção aletada OD (geralmente 0,1–0,2 mm menor que a extremidade lisa; a expansão está localizada a partir da extremidade lisa)
• Nadadeiras por polegada: 21, 25 ou 32
• Forma do lado do tubo: plano, com sulcos internos ou inserto de fita torcida
• Comprimentos das extremidades lisas e das seções de transição
• Processo de expansão existente, tipo de cabeça expansora e razão de expansão

Envie esses poucos itens e vamos combinar um tubo de titânio com sua geometria existente, para que você possa expandi-lo em teste primeiro.

Como funciona a superfície de fervura do sulco ômega

Como o perfil é formado

Começando por um tubo de parede grossa, soldado ou sem emenda, ferramentas dedicadas e aletas em forma de agulha em forma de agulha com três rolos de rolo esticado, e as pontas são então endireitadas em formato de cogumelo. O sulco resultante é largo na parte inferior e estreito na parte superior, a estrutura omega.

Essa estrutura faz três funções. Primeiro, ela mantém sítios de nucleação estáveis, então as bolhas saem uniformemente pela abertura estreita e a ebulição do filme não degrada a transferência de calor. Segundo, os fundos dos sulcos se interconectam, permitindo que o líquido se mova livremente por eles e se reabasteça, o que evita o ressecamento local. Terceiro, a superfície se torna porosa, o que melhora o quanto o fluido molha a parede do tubo.

Sobre a condutividade térmica

O titânio conduz a cerca de 14,6 W/(m·°C) e o cobre a cerca de 386,4 W/(m·°C), com mais de vinte vezes de intervalo. Muita gente vê esse número e risca titânio da lista, o que é uma decisão rápida demais e não a correta.

Em um tubo simples, essa folga na verdade importa pouco. A parede é fina, e a resistência convectiva em ambos os lados do metal é muito maior do que a resistência de condução através dele, então a resistência do metal é essencialmente insignificante.

O que é realmente afetado é a eficiência da nadadeira em um tubo com aletas, a razão entre a área da aleta, que realmente faz o trabalho e sua área teórica. Menor condutividade reduz a eficiência da nadadeira, e quanto mais alta a nadadeira, mais óbvio é o efeito.

Então, o ponto não é que o titânio não funcione, mas que as aletas de titânio não podem copiar a altura das aletas de cobre. Isso também explica por que os clientes geralmente especificam a altura das aletas na faixa de 0,4–0,6 mm nesse tipo de tubo reforçado com titânio, em vez de aumentá-las ainda mais.

O que vimos e o que a pesquisa diz

Em serviço de evaporação por inundação, com R22 e R717 como refrigerante e um tubo simples usado como tubo de evaporação, o coeficiente total de transferência de calor está na ordem de 450–870 W/(m²·°C).

Parede mínima sob as aletas

Após o rolamento das aletas, é a parede mínima sob as aletas na raiz da nadadeira que alimenta o cálculo de pressão, não a parede nominal.

Há uma razão específica para isso ser ignorado. No mundo do cobre, a ASTM B359 escreve essa dimensão no padrão, então todos assumem que será mencionada. O titânio não tem um padrão equivalente para produto acabado, então o cliente precisa declarar essa dimensão separadamente no desenho ou na discussão. Caso contrário, nossa leitura é diferente, e o que fornecemos não será o que você esperava.

Nossas cotações e desenhos listam o mínimo de parede sob as aletas em sua própria linha, nunca misturado com a parede nominal. Os valores para os tipos padrão estão nas duas tabelas acima: 0,56 mm para o tipo alagado, 0,65–0,7 mm ou mais em toda a faixa customizada, e 0,55–0,7 mm para o tipo de filme caente.

Titânio, cobre ou inox: o que realmente muda

Resistência ao escoamento. O titânio é maior que o cobre, então a capacidade de pressão e a rigidez melhoram com a mesma espessura de parede, e os requisitos de espaçamento de suporte e comprimento sem suporte relaxam. O custo é trabalho plástico mais duro e custo de laminação maior para perfis complexos.

Alongamento. O titânio é menor que o cobre e o inox, então a margem de expansão e flexão é menor, e a deformação precisa permanecer dentro da metade do alongamento final.

Condutividade térmica. Titânio e ambos os graus de aço inoxidável são próximos um do outro, e todos estão muito abaixo do cobre. O efeito está na eficiência das nadadeiras, não na resistência da parede.

Biocompatibilidade. Essa é frequentemente negligenciada, mas é um motivo para escolher um material totalmente separado da resistência à corrosão. Metal sólido é inofensivo por si só; o que importa são os cátions metálicos liberados quando a corrosão os coloca na água. O titânio mal reage dessa forma, enquanto íons de cobre se ligam às proteínas e as desnaturam. Assim, em água potável, alimentos, farmacêuticos, medicina e água quente doméstica, muitas especificações exigem titânio, independentemente do quão grande seja o risco de corrosão.

Padrões e critérios de aceitação para tubo de titânio aprimorado

Então, contra o que esse tubo é realmente aceito? Aqui está a resposta.

O material e as dimensões do tubo base têm um padrão

ASTM B338 / ASME SB338 cobre tubos de titânio Gr1 e Gr2 para trocadores de calor e condensadores;

tubo soldado está sob ASTM B862 e sem costura sob ASTM B861; o equivalente chinês é GB/T 3625.

A geometria aprimorada não

A ASTM B359 / B359M-18 cobre apenas condensadores e tubos de trocador de calor com aletas integradas de cobre e liga de cobre.

Não existe um padrão equivalente para produtos acabados para tubos de titânio aprimorados.

Portanto, a geometria aprimorada precisa ser corrigida por meio de desenho ou acordo técnico. Sugerimos colocar os seguintes oito itens no desenho que você enviar com sua consulta, evitando qualquer diferença de interpretação:

• Altura da nadadeira
• Nadadeiras por polegada, ou inclinação das nadadeiras
• Parede mínima sob as aletas
• Diâmetro externo na extremidade lisa e interior
• Área da seção da aleta, OD (geralmente 0,1–0,2 mm menor que a extremidade lisa)
• Comprimento da seção de transição
• Tipo de côlha: reto ou com hachuras cruzadas
• Forma do lado do tubo: lisa, com sulcos internos ou fita torcida

Um padrão de material comprova a química e a aceitação por tubo base. Ele não comprova como a peça final se comporta no seu sistema. O projeto por pressão ainda passa pelas Seções VIII-1 e II-D do ASME BPVC; um padrão de material não pode substituir o projeto em nível de sistema.

Nossa abordagem: fornecemos para seu desenho e acordo técnico, emitimos o MTC para o material do tubo base conforme a ASTM B338 e inspecionamos a geometria aprimorada em relação ao desenho.

Inspeção, testes e documentação

Nossa capacidade de inspeção cobre o seguinte:

• Teste de correntes de Foucault em linha / offline, realizado conforme GB/T 12969
• Ensaios mecânicos: resistência ao escoamento, resistência à tração, alongamento, dureza
• Exame metalográfico: granulação grossa e depleção de cromo nos limites dos grãos de solda
• Testes de desempenho de solda: alargamento, achatamento, espalhamento e flexão reversa
• Testes de estanica ao ar e de manutenção de pressão

Na documentação, pode ser citado com MTC, COC, relatório dimensional, relatório de correntes de Foucault e relatório de inspeção de terceiros.

Nossa produção funciona sob um sistema de gestão de qualidade ISO 9001; a inspeção de terceiros de um produto específico pode ser organizada por projeto.

Nossa equipe técnica abrange metalurgia, conformação de metais, soldagem, transferência de calor de fluidos e design e fabricação de equipamentos, e os membros principais têm mais de dez anos de atuação nessa área. Novos produtos representam mais de quarenta por cento das vendas totais.

Teste de estanqueidade subaquática em tubo reto

Teste de manutenção de pressão em tubo enrolado

Teste de correntes de Foucault

Testes mecânicos

Quando o titânio não é a resposta certa

Existem situações em que o titânio não é a melhor solução.

Água doce em circuito fechado, qualidade estável da água, sem risco de cloreto. Aço inoxidável faz mais sentido em termos de valor, e a margem de corrosão do titânio fica sem uso nessa função.

Comparando apenas o coeficiente de transferência de calor de tubo único, sem custo de ciclo de vida. Tubo de cobre com sulcos internos ainda conduz à transferência pura de calor, e isso não há como negar.

A linha não pode ajustar seu processo de expansão de forma alguma, e o intervalo de retubulação existente já é longo. O custo de conversão não será recuperado. A transição da cadeia de suprimentos em toda a indústria levará aproximadamente de 5 a 10 anos e ocorrerá gradualmente, não como uma única troca.

Meios de alta viscosidade ou fortemente incrustantes. Sulcos estreitos em alto FPI tornam-se um problema nessa função; mova-se para um fpi mais baixo ou um tubo simples.

O projeto possui exigências rigorosas de qualificação existentes para o perfil da nadadeira. Perfis aprimorados desse tipo ainda estão sendo aprimorados, e tanto a eficiência da transferência de calor quanto o custo de processamento continuam em movimento. Se seu projeto não aceitar a requalificação, o caminho mais seguro por enquanto é construir conforme a geometria que você já qualificou, em vez de adotar o perfil mais recente.

Tubos de transferência de calor de titânio relacionados

Tubos condensadores de titânio

Materiais de titânio para sistemas de transferência de calor

Tubos de aletas internas de titânio

Tubos com sulcos helicoidais de titânio

Tubos achatados em espiral de titânio

Tubo de titânio de grau 2

Condensador, evaporador e tubos com sulcos internos vêm da mesma cadeia de suprimentos - um pedido, um conjunto de documentos de inspeção, um envio.

FAQ

Tubos evaporadores de titânio podem substituir tubos de cobre aprimorados sem redesenhar a carcaça?

Na maioria dos casos, sim. Seis itens precisam ser verificados: dia-diâmetro da extremidade lisa, dia-divisão da aleta, aletas por polegada, comprimentos das extremidades lisas e seções de transição, forma do lado do tubo e método de expansão. A razão de expansão precisa ser recalculada para titânio e o primeiro artigo expandido em teste.

O titânio conduz calor muito pior que o cobre – isso prejudica o desempenho?

Não. A parede é fina e a resistência convectiva de ambos os lados supera em muito a do metal, então a resistência da parede é desprezível. O efeito impacta a eficiência das aletas, por isso a altura das aletas de titânio não é copiada do cobre, mas ajustada na faixa de 0,4–0,6 mm.

Devo calcular a pressão a partir da parede nominal ou da parede sob as aletas?

Use a parede mínima sob as nadadeiras. A raiz da nadadeira é o ponto mais fino do tubo, e a parede nominal superestima a capacidade de pressão. Indique essa dimensão separadamente no desenho.

O que são 32 FPI em milímetros?

32 FPI resulta em 0,794 mm de inclinação da aleta, produzida como 0,8 mm. 25 FPI é 1,016 mm, produzida como 1,0 mm; 21 FPI equivale a 1,210 mm, feita como 1,2 mm.

Um tubo evaporador inundado é o mesmo que um tubo evaporador de filme que cai?

Não exatamente. O perfil inundado também pode servir para filme que cai, mas o tipo dedicado de filme que cai usa um padrão de aletas em malha transversal. Separadamente, o tubo de evaporação vertical de filme que cai usado em processamento químico é um produto totalmente diferente, com diâmetros e estruturas diferentes.

Qual padrão ASTM cobre tubos de trocador de calor de titânio aprimorado?

O tubo base segue ASTM B338 / ASME SB338. ASTM B359 cobre apenas tubos integralmente aletados em cobre e liga de cobre; o titânio não possui padrão equivalente para produto acabado, portanto a geometria aprimorada deve ser fixada por desenho ou acordo técnico.

O titânio vai rachar durante a expansão mecânica do tubo?

Não em configurações normais. A expansão geralmente precisa de 5–25% de alongamento, e a deformação deve permanecer dentro da metade da elongação final; o titânio recozido tem cerca de 45%, metade disso é 22,5%. Ainda dentro da banda, mas com menor margem que o cobre.

Nosso evaporador inundado perdeu capacidade - é o tubo?

Não necessariamente. Trabalhos experimentais publicados mostram que gás não condensável afeta fortemente o coeficiente geral do lado condensador, enquanto seu efeito no lado da evaporação é pequeno. Verifique se há não condensáveis e verifique o condensador antes de suspeitar do tubo de evaporação.