¿Qué son los tubos con aletas perforados de pie en L?

Tubos perforados con aletas de pie en L (a veces denominados aletas de rueda), cuya configuración es idéntica a la aleta de pie en L normal, excepto que los orificios están perforados a través de las aletas a intervalos radiales regularmente espaciados. La hendidura o “lágrima” aumenta la transferencia de calor y puede reducir la cantidad requerida de superficie de transferencia de calor.

Ventajas de los tubos con aletas perforados con pie en L:

1. Se han afirmado importantes ventajas en la transferencia de calor para los tubos perforados con aletas de pie en L en enfriadores de aire, bajo la premisa de que las interrupciones en la superficie de la aleta reducen el espesor de la película de aire estancado que se acumula en la aleta a medida que el aire fluye sobre ella. Este espesor de película reducido da como resultado un coeficiente de película aumentado, aumentando así la tasa general de transferencia de calor. La eficiencia mejorada de la transferencia de calor puede reducir los requisitos de superficie de transferencia de calor y el tamaño del refrigerador, o reducir los requisitos de flujo de aire y potencia del ventilador.

2. Se proporcionan aletas perforadas para mejorar las capacidades de los intercambiadores de calor de tipo aleta y tubo, y para adaptarlos para un flujo fuera del tubo que es esencialmente paralelo al eje del tubo. Las aletas están hechas de un material térmicamente conductor, como por ejemplo metal, con perforaciones en las aletas. Las aletas pueden tener cualquier forma. Normalmente, uno o más tubos o postes de unión pasan a través de las aletas. Las aletas se unen al tubo o poste mediante ajuste a presión, soldadura fuerte en horno o soplete, soldadura u otro método de unión mecánica. Las perforaciones permiten el intercambio de calor con el contenido de un tubo de un fluido que fluye esencialmente paralelo al eje del tubo, a diferencia de los intercambiadores de calor de tubos de aletas convencionales. Las aletas también pueden unirse a un poste u otro medio de sujeción e insertarse en el interior de un tubo u otro cuerpo hueco para mejorar la eficiencia del intercambio de calor. Además, las aletas pueden llevar un catalizador, opcionalmente llevado sobre una capa de lavado o tratamiento similar para aumentar el área superficial.

3. Efecto de las aletas perforadas sobre la tasa de transferencia de calor desde un tubo circular mediante el uso de un túnel de viento.

4. Los tubos con aletas de aluminio con patas en L consisten en una delgada tira de aletas de aluminio enrollada firmemente en forma helicoidal alrededor de la circunferencia del tubo. Primero se forma un pie en forma de L, de 1/16 ″ de ancho, en un lado de la tira de aletas (de ahí el nombre L-Foot). Luego, la tira se enrolla firmemente alrededor del tubo, con el pie apoyado sobre la superficie exterior del tubo. Una separación típica entre aletas es de 10 aletas por pulgada de longitud del tubo; esto puede variar. La tensión en la tira de aletas a medida que se enrolla alrededor del tubo sirve para asentar con fuerza el pie de la aleta en el tubo y para mantener la aleta firmemente en su lugar.

5. Se examinan experimentalmente los efectos de las aletas perforadas sobre la tasa de transferencia de calor de un tubo circular. Se instala un sistema experimental a través del túnel de viento y se equipa con las herramientas de medición necesarias. El agua caliente pasa a través del tubo con aletas y el calor se transfiere al aire del lado de las aletas creado mediante el túnel de viento con diferentes velocidades. En un tubo circular con diferentes diámetros exteriores de 22 y 26 mm se instalan dos juegos de aletas del mismo peso. Los experimentos se llevan a cabo con dos caudales másicos diferentes de agua caliente y seis números de Reynolds de flujo de aire externo. Considerando los cuatro tubos con aletas y un tubo sin aletas, se realizan un total de 60 pruebas. Los resultados mostraron que al aumentar los caudales internos o externos, el efecto de un área de sección transversal mayor es mayor. Al abrir orificios en las aletas, además de la pérdida de peso, la tasa máxima de transferencia de calor para las aletas perforadas aumenta en un 8,78% y un 9,23% respectivamente para caudales másicos de 0,05 y 0,1 kg/s con un número de Reynolds externo bajo. Mientras que, con un número de Reynolds externo alto, los orificios reducen la transferencia de calor en un 8,4% y un 10,6% para caudales másicos de 0,05 y 0,1 kg/s, respectivamente.

Tubos con aletas perforados

Esta mejora en la cara de la aleta crea hendiduras muy parecidas a los radios de una rueda de carro o una pequeña "lágrima". La aleta está preformada por un conjunto de rodillos y cuando pasa a través del área de formación del rodillo del husillo y el rodillo de formación primario, se abre la “lágrima” o radio. No hay pérdida de material.

La mejora se puede realizar en cualquier tipo de Wrap-On (W/O), aleta con patas superpuestas (OLFF) o aleta incrustada de aluminio o cobre. Algunas herramientas son diferentes para W/O y para aletas perforadas integradas. 

La hendidura o “lágrima” aumenta la transferencia de calor y puede reducir la cantidad requerida de superficie de transferencia de calor. Cada usuario final necesitaría determinar el porcentaje de mejora que ofrece esta mejora con respecto a la aleta simple. La industria también ha aceptado que este tipo de mejora reduce la cantidad de aire necesaria y, por tanto, disminuye los costes de energía.

Tubos con aletas perforados con patas en L Características típicas

Aleta perforada: Disponible para cualquier aleta de aluminio o cobre.

Aletas por pulgada: 4-12 FPI

Material del tubo: ferroso, no ferroso y algunas aleaciones

Contacto de aleta: la selección de aleta primaria determina el contacto de aleta

Tipo de servicio: La selección de la aleta primaria determina el nivel de servicio

Temperatura máxima de funcionamiento de la pared del tubo: la selección de la aleta primaria determina la temperatura

RPM máximas del tubo en tubo de 1”: 3000

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• Material del tubo base

• Tamaño del tubo base (OD x WT x Longitud)

• Material de las aletas

• Tipo de aleta

• Diámetro o altura de la aleta

• Grosor de las aletas

• Aletas por pulgada, metro o paso de aleta

• Longitud de los extremos lisos y sin aletas

• Cantidad de tubos con aletas

(Fabricación adicional, como doblar o soldar los tubos en una placa de tubos o un conjunto)

Tubos con aletas perforados con pie en L