Титановая затопленная испарительная трубка

Титановая затопленная испарительная трубка используется в горизонтальных охладительных испарителях с оболочкой и трубкой, где хладагент кипит на внешней стороне трубки. Внешний диаметр 12,7–25,4 мм, в титане Gr1 / Gr2.

В вашем рисунке можно сделать узор насыпки, ребра на дюйм, простый и переходный разрез. Та же линия также даёт типы падающей плёнки и с внутренними канавками, которые можно цитировать вместе с этим, если нужно.

Три типа испарительных трубок: какой из них нужен вашему корпусу

Наши испарительные трубки — это одно семейство продуктов с тремя типами. Выбор типа важнее, чем материал, потому что он определяет логику теплопередачи всей оболочки.

Есть только один фактор, который решает, какой вам нужен: хладагент будет работать снаружи трубки или внутри.

Затопленная испарительная трубка

Трубка испарителя с падающей пленкой

Трубка с внутренними канавками (сухое расширение)

Тип с внутренними канавками идёт другим путём. Усиление располагается на непрерывных или прерванных спиральных канавках на внутренней стенке: хладагент испаряется при потоком внутри трубки, а вода охлаждается снаружи.

Коэффициент теплопередачи со стороны трубки достигает в 1–2 раза выше, чем у обычной трубы такого же размера. В отличие от процесса спин-формовки, используемого для традиционной медной трубки с внутренними канавками, коньковый профиль может быть спроектирован под конкретный хладагент и обязанности, а длина не ограничена.

Распространённые размеры: OD 7,00 / 7,94 / 9,52 / 12,7 / 15,88 мм, 28–116 гребней, угол спирали 18–45°, высота гребня 0,12–0,21 мм, внутренняя площадь 0,0199–0,0280 м²/м на единицу длины.

Затопленная титановая испарительная трубка: данные о продукте

Затопленная испарительная трубка: стандартные размеры и диапазон обработки

Стандартные размеры и размеры приклада

Это наши стандартные размеры в наличии, и они самые быстрые в заказе.

Диапазон обработки

Мы также делаем трубки для вашего рисунка.

Примечание: внешний угол спирали задаёт пузырьки по оси трубки; внутренние гребни разрушают пограничный слой со стороны воды и снижает сопротивление со стороны трубы.

Ребра на дюйм и преобразование шага ребра

Указывает ли ваш чертеж FPI или MM, зависит от отрасли и региона. В этой таблице выполнено преобразование, так что можно читать прямо по горизонту.

Более высокий FPI не автоматически лучше. Больше плавников на дюйм означает более эффективную внешнюю поверхность и больше мест нуклеации, но канавки также сужаются, что делает трубку более чувствительной к колебаниям качества воды и загрязнению.

Если качество циркулирующей воды нестабильно, 32 FPI не обязательно продержится дольше 25 FPI.

Титановая испарительная трубка с падающей пленкой

Падающая плёнка — ещё один из наших продуктов с большим тиражом.

Её внешняя поверхность имеет поперечную сетчатую структуру плавников. Ребра прокатываются интегрированно из того же материнского металла, что и трубка, поэтому контактное сопротивление отсутствует, что и отличается от труб с обёрнутыми или сварными ребрами.

Эта поверхность помогает разбавлять хладагентную пленку и позволяет распыляемой жидкости быстро распространяться вдоль оси трубки и по окружности. Именно это создаёт эффект падающей плёнки и повышает коэффициент испарения теплопередачи. Она используется во всех видах испарителей с оболочками и трубками с падающей пленкой.

Затопленный профиль также может выполнять нагрузку на падающую плёнку, поэтому эти два варианта не являются взаимоисключающими. Какой выбрать зависит от структуры вашего продукта: если вы строите обе платформы и хотите нести на одну часть меньше, пусть затопленный тип покрывает обе; если вы используете отдельную плёнку с падающей плёнкой в объёме, лучше подходит специализированный тип.

Стандартные размеры:

Прямая наколка или перекрёстная штриховка?

Затопленная труба имеет два узора нашиток. Оба создаются путём смещения игольчатых кончиков профиля конденсаторной трубки.

Прямая накатка — это набор отдельных игольчатых ребер, расположенных спирально; когда кончики смещаются, они образуют омега-борозду. Перекрёстная штриховка — это регулярный ряд пирамидальных ячеек, при этом кончики нарушены одинаково.

Разница не отображается в таблице теплопередачи. Она проявляется на этапе расширения: перекрёстная штриховка реже повредит головку экспандера при механическом расширении, и её производство стоит дороже.

Так что решение простое. Если в вашей линии используется механическое расширение и вы часто устанавливаете ретрубку, дополнительные затраты на обработку обычно возвращаются за наголовки экспандера. Если вы используете гидравлическое расширение или интервал перезарядки длинный, прямой накатка достаточно.

Прямая накатка имеет ещё одно применение: она лучше работает там, где жидкая пленка должна равномерно распределяться по стенке трубки, и при необходимости может служить падающей плёночной трубкой.

Внутри трубки: обычная, с внутренними канавками или скрученной лентой

Простая, без трубчатой обработки

Минимальный спад давления и проще всего чистить. Сначала рассмотрим ситуацию, когда качество воды плохое, а риск загрязнения высок.

Внутренние канавки, с внутренними спиральными гребнями

Счёт гребней (внутренний диаметр × 3,14) / 2, высота гребня 0–0,2 мм. Это разрушает пограничный слой со стороны воды и снижает сопротивление со стороны труб.

Вставка из скрученной ленты

Скрученный лента, вставленный в трубку, создаёт завихренный поток. Её преимущество в том, что её можно установить позже, чтобы существующие пучки можно было достроить.

Как выбрать? Усиление со стороны трубки увеличивает теплопередачу, но также увеличивает падение давления и усложняет очистку. Если головка насоса уже тугая, или циркулирующая вода поступает из открытой градирны, не используйте максимальную нагрузку на сторону трубки. Начинать с внутренних канавок легче, чем сразу переходить к скрученной ленте.

Одно важно помнить: при затопленном и падающем пленке хладагент кипит снаружи трубки, а вода течёт внутрь, поэтому усиление со стороны трубки решает водяную сторону. Это решает другое сопротивление, чем омега-канавки снаружи.

Может ли титан заменить вашу улучшенную медную испарительную трубку?

Можно ли его действительно расширить?

Это вопрос, который клиенты задают нам чаще всего.

Механическое расширение обычно требует удлинения материала на 5–25%. И при обработке пластика действует правило: применяемая деформация не должна превышать половину конечного удлинения материала.

Дальше трубка не обязательно трескается, но появляются микротрещины. Их не видно, но способность к давлению и устойчивость к усталостному импульсу уже снизились. Это более проблематично, чем полный разрыв, потому что он может не проявиться на заводской проверке.

Удлинение в состоянии отжига выглядит примерно так:

• Медь — около 90%
• 316L примерно 70%
• 304 около 65%
• Титан примерно 45%

Половина титанового показателя составляет 22,5%, что находится в диапазоне 5–25%, необходимом для расширения.

Так что вывод ясен: титан можно расширять, но запас значительно меньше, чем у меди. Коэффициент расширения нужно пересчитать для титана, и первый кусок нужно пробно расширить. Нельзя сразу переносить медные настройки.

Что покупает более высокая пружина и сколько это стоит

В состоянии отжига предел текучести титана примерно вдвое выше, чем у меди. Это работает в обе стороны.

С положительной стороны: более высокая способность к давлению при той же толщине стенки; более жёсткая труба того же размера, что снижает требования к расстоянию между опорами и длиной без опор; и меньшая вероятность повреждений при обработке и транспортировке.

Что касается затрат: расширение, изгиб и прокат плавников становятся сложнее. Когда сложный профиль становится сложнее в прокатке, либо стоимость прокатки растёт, либо профиль не хватает, и теплопередача страдает.

Это одна из причин, почему титановые лампы не могут нести ребра такой же высокой, как медная трубка.

Настоящий барьер — не трубка

В отрасли HVAC большинство производственных процессов, оборудования и инструментов были разработаны вокруг медных труб.

Реальная стоимость перехода на титан — это не единичная цена лампы. Это время, потраченное на адаптацию линии и валидацию первого изделия. Если ваша линия вообще не может изменить процесс расширения и инструменты, переключение сейчас не приносит пользы.

Проверьте, можно ли его поменять местами

• Односторонний OD против отверстия для трубчатого листа
• OD с ребром (обычно на 0,1–0,2 мм меньше плоского конца; расширение расположено у плоского конца)
• Плавники на дюйм: 21, 25 или 32
• Форма со стороны трубки: простая, внутренне канавчатая или скрученная лента
• Длина простых концов и переходных секций
• Существующий процесс расширения, тип головки расширителя и коэффициент расширения

Отправьте нам эти несколько предметов, и мы сопоставим титановую трубку с вашей текущей геометрией, чтобы вы могли сначала попробовать её расширить.

Как работает поверхность кипения омега-канавки

Как формируется профиль

Начиная с заготовки с толстостенной сварной или бесшовной трубкой, специализированные инструменты и трёхвалотный косой ролик поднимают иглообразные ребра, и кончики затем выворачиваются в грибовидную форму. В результате получилась канавка широкая внизу и узкая сверху — это омега-структура.

Эта структура выполняет три функции. Во-первых, она удерживает стабильные участки нуклеации, поэтому пузырьки равномерно выходят через узкое отверстие, а кипячение пленки не ухудшает теплопередачу. Во-вторых, днища канавок соединяются, чтобы жидкость могла свободно перемещаться через них и восполняться, что предотвращает локальное высыхание. В-третьих, поверхность становится пористой, что улучшает эффективность жидкости в увлажнении стенки трубы.

О теплопроводности

Титан проводит температуру около 14,6 Вт/(м°°C), а медь — около 386,4 Вт/(м·°C), с разницей более двадцати раз. Многие видят это число и исключают титан из списка, что слишком быстро и не совсем правильно.

На обычной трубке этот зазор на самом деле мало значит. Стенка тонкая, а конвективное сопротивление с обеих сторон металла значительно больше, чем сопротивление проводимости через неё, поэтому сопротивление металла практически незначительно.

На самом деле на это влияет эффективность ребра на реберной трубке, соотношение площади ребра фактически выполняет работу с его теоретической площадью. Более низкая проводимость снижает эффективность ребра, и чем выше ребёр, тем заметнее эффект.

Так что суть не в том, что титан не подойдёт, а в том, что титановые ребра не могут копировать высоту медных ребёр. Это также объясняет, почему клиенты обычно указывают высоту ребра в диапазоне 0,4–0,6 мм на таком титановом усиленном трубе, вместо того чтобы увеличивать её ещё выше.

То, что мы видели, и что говорят исследования

При затопленном испарении, где в качестве хладагента используются R22 и R717, а в качестве испарительной трубы используется обычная трубка, общий коэффициент теплопередачи составляет порядка 450–870 Вт/(м²·°C).

Минимальная стенка под ребрами

После прокатки ребра именно минимальная стенка под ребрами у корня ребра питает расчёт давления, а не номинальная стенка.

Есть конкретная причина, по которой это упускается. В мире меди ASTM B359 вписывает это измерение в стандарт, поэтому все предполагают, что его будут вычислять. У титана нет эквивалентного стандарта готового изделия, поэтому заказчик должен отдельно указывать этот размер на чертеже или в обсуждении. В противном случае наше понимание по-разному, и то, что мы предлагаем, не будет таким, как вы ожидали.

В наших предложениях и чертежах указана минимальная стена под ребрами по отдельной линии, никогда не смешиваемая с номинальной стенкой. Значения стандартных типов приведены в двух таблицах выше: 0,56 мм для затопленного типа, 0,65–0,7 мм и более по индивидуальному диапазону и 0,55–0,7 мм для падающего типа пленки.

Титан, медь или нержавейка: что на самом деле меняется

Предел текучести. Титан выше меди, поэтому при одинаковой толщине стенок и давление и жёсткость улучшаются, а требования к расстоянию между опорами и длиной без опоры снижаются. Стоимость — более прочная обработка пластика и более высокая стоимость прокатки для сложных профилей.

Удлинение. Титан ниже меди и нержавейки, поэтому запас для расширения и изгиба меньше, и деформация должна оставаться в пределах половины конечного удлинения.

Теплопроводность. Титан и оба сорта нержавеющей стали очень близки друг к другу, и все они значительно ниже медного уровня. Эффект влияет на эффективность ребра, а не на сопротивление стенкам.

Биосовместимость. Этот вопрос часто упускают из виду, но это причина выбирать материал, полностью отдельный от коррозионной устойчивости. Твёрдый металл сам по себе безвреден; важны металлические катионы, которые высвобождаются после того, как коррозия погружает их в воду. Титан почти не реагирует таким образом, тогда как ионы меди связываются с белками и денатурируют их. Поэтому при питьевой воде, пищевой воде, фармацевтике, медицинских и бытовых горячих водах многие спецификации требуют титана, независимо от того, насколько велик риск коррозии.

Стандарты и критерии приёмки усовершенствованной титановой трубы

Так против чего же на самом деле принимается эта трубка? Вот ответ.

Материал и размеры основной трубы имеют стандарт

ASTM B338 / ASME SB338 охватывает титановые трубы Gr1 и Gr2 для теплообменников и конденсаторов;

сварная труба относится к ASTM B862, а бесшовная — под ASTM B861; китайский аналог — GB/T 3625.

Улучшенная геометрия — нет.

ASTM B359 / B359M-18 охватывает только медные и медные сплавы с интегрирольным ребристым конденсатором и теплообменниками.

Не существует эквивалентного стандарта готового изделия для улучшенной титановой трубки.

Поэтому улучшенная геометрия должна быть исправлена чертежем или техническим соглашением. Мы рекомендуем включить следующие восемь пунктов в чертеж, который вы отправляете вместе с запросом, чтобы избежать различий в интерпретации:

• Высота плавника
• Ребра на дюйм, или шаг плавников
• Минимальная стенка под ребрами
• Плоский конец с OD и внутренний диаметр
• OD с плавниковым сечением (обычно на 0,1–0,2 мм меньше, чем у плоского конца)
• Длина переходного сечения
• Тип насадки: прямой или с перекрёстной штриховкой
• Форма со стороны трубки: простая, с внутренними канавками или скрученной лентой

Стандарт материала доказывает химию и приемлемость базовой трубки. Он не доказывает, как готовая деталь работает в вашей системе. Проектирование давления по-прежнему проходит через ASME BPVC Section VIII-1 и II-D; стандарт материалов не может заменять проектирование на уровне системы.

Наш подход: мы предоставляем к вашему чертёжному и техническому договору, выдаём MTC для материала базовой трубы ASTM B338 и проверяем улучшенную геометрию по чертежу.

Инспекция, тестирование и документация

Наши возможности по инспекции охватывают следующее:

• Тестирование вихревого тока в строе / офлайн, выполнено по GB/T 12969
• Механические испытания: предел текучести, прочность на растяжение, удлинение, твёрдость
• Металлографическое исследование: истощение крупных зерен и хрома на границах шва
• Тестирование характеристик сварки: разглагольствование, сплющивание, расширение и обратный изгиб
• Тесты на герметичность и удержание давления

Что касается документации, можно цитировать с MTC, COC, размерным отчетом, вихровым текущим отчетом и отчётом третьей стороны.

Наше производство осуществляется по системе управления качеством ISO 9001; инспекция конкретного продукта может быть организована сторонней проверкой каждого проекта.

Наша техническая команда занимается металлургией, формовкой металлов, сваркой, теплообменом жидкостей и проектированием и производством оборудования, а основные участники имеют более десяти лет работы в этой области. Новые продукты составляют более сорока процентов от общего объёма продаж.

Тест на герметичность под водой на прямой трубе

Испытание на удержании давления на скрученной трубке

Испытания вихревого тока

Механические испытания

Когда титан — неправильный ответ

Бывают ситуации, когда титан — не лучший вариант.

Пресная вода с замкнутым контуром, стабильное качество воды, отсутствие риска хлоридов. Нержавеющая сталь имеет больше смысла по стоимости, а запас от коррозии титана не используется в этой работе.

Сравнивая коэффициент теплопередачи одной трубы без затрат на жизненный цикл. Медная трубка с внутренними канавками по-прежнему ориентируется на чистую теплопередачу, и с этим спорить нельзя.

Линия не может корректировать процесс расширения, а существующий интервал перезарядки уже очень длинный. Затраты на конвертацию не будут возменены. Переход цепочки поставок в отрасли займет примерно 5–10 лет и будет происходить постепенно, а не в виде единого коммутатора.

Среда с высокой вязкостью или сильно загрязнение. Узкие борозды на высоком фпи становятся проблемой в этой задаче; перемещаются в сторону нижнего FPI или к обычной трубке.

В проекте действуют строгие требования к квалификации профиля плавников. Подобные усовершенствованные профили всё ещё улучшаются, и как теплопередача, так и затраты на обработку продолжают расти. Если ваш проект не принимает повторную квалификацию, сейчас более безопасным вариантом будет построить по уже квалифицированной геометрии, а не переходить на новейший профиль.

Связанные титановые теплообменные трубки

Титановые конденсаторные трубки

Титановые материалы для систем теплообмена

Титановые внутренние трубки ребра

Титановые спиральные трубки с канавками

Титановые спиральные сплющенные трубки

Титановая труба 2-го класса

Конденсатор, испаритель и трубки с внутренними канавками поступают из одной цепочки поставок — один заказ, один комплект инспекционных документов, одна отправка.

FAQ

Могут ли титановые испарительные трубки заменить улучшенные медные трубки без перепроектирования корпуса?

В большинстве случаев — да. Необходимо проверить шесть пунктов: поверхностный диаметр на горизонтальном конце, OD ребра на дюйм, длины прямого конца и переходного сечения, форма со стороны трубки и метод расширения. Коэффициент расширения необходимо пересчитать для титана и для первого изделия с пробным расширением.

Титан проводит тепло гораздо хуже, чем медь — снижает ли это производительность?

Нет. Стенка тонкая, и конвективное сопротивление с обеих сторон значительно превышает сопротивление металла, поэтому сопротивление стенки незначительно. Эффект влияет на эффективность ребра, поэтому высота титановых ребра не скопируется из меди, а устанавливается в диапазоне 0,4–0,6 мм.

Нужно ли рассчитывать давление по номинальной стенке или по стенке под ребрами?

Используйте минимальную стенку под ребрами. Корень ребра — это самая тонкая точка трубы, а номинальная стенка переоценивает способность к давлению. Укажите этот размер отдельно на чертеже.

Что такое 32 FPI в миллиметрах?

32 FPI соответствует шагу 0,794 мм, достигается 0,8 мм. 25 FPI — это 1,016 мм, 1,0 мм; 21 FPI — 1,210 мм, производство — 1,2 мм.

Является ли затопленная испарительная трубка то же самое, что и трубка с падающей пленкой?

Не совсем. Затопленный профиль также может выполнять функции падающей плёнки, но специализированный тип падающей плёнки использует поперечную сетчатую форму ребра. Отдельно, вертикальная падающая плёнка для испарения, используемая в химической обработке, — это совершенно другой продукт, с разными диаметрами и структурой.

Какой стандарт ASTM охватывает усовершенствованную титановую теплообменную трубку?

Базовая трубка соответствует стандартам ASTM B338 / ASME SB338. ASTM B359 охватывает только медные и медные сплавы с интегрирольным ребрами; титан не имеет эквивалентного стандарта готового изделия, поэтому улучшенная геометрия должна быть закреплена чертежем или техническим соглашением.

Будет ли титан треснуть при механическом расширении трубки?

Не при нормальных настройках. Расширение обычно требует 5–25% удлинения, и деформация должна оставаться в пределах половины конечного удлинения; отжигаемый титан составляет около 45%, половина из которых составляет 22,5%. Всё ещё внутри полосы, но с меньшим запасом, чем медь.

Наш затопленный испаритель потерял пропускную способность — это трубка?

Не обязательно. Опубликованные экспериментальные работы показывают, что неконденсируемый газ сильно влияет на общий коэффициент конденсирующей, тогда как его влияние на испаряющую сторону небольшое. Проверьте наличие неконденсируемых веществ и проверьте конденсатор, прежде чем заподозрить испаряющую трубку.