بررسی انواع لوله های فین دار | معرفی اجزای لوله فین دار

انواع لوله های فین دار که به آن لوله‌های پره‌ دار، پیچ‌دار و یا فین تیوب گفته می‌شود، برای انتقال حرارت با بیشترین میزان انتقال و کمترین حجم استفاده می‌شود. این لوله‌ها کاربردهای زیادی در مبدل‌های حرارتی، صنایع غذایی و شیمیایی، رادیاتورها و کندانسورهای آبی و هوایی دارد، به همین خاطر بسیار شناخته شده و معروف می‌باشد.

گاهی در بعضی از لوله های فین دار، شیارهایی ایجاد می‌کنند تا از طریق آن جریان در داخل لوله‌ها حالتی درهم پیدا کند. البته بهتر است بدانید که برای مغشوش یا درهم کردن جریان داخل لوله روش‌های زیادی وجود دارد. ایجاد کردن شیار تنها یکی از روش‌های آن می‌باشد. از این لوله‌ها در ساخت مبدل‌ها، رادیاتورها و کندانسورها استفاده می‌شود.

از لوله‌های فین تیوب در صنایع مختلفی از جمله بهداشتی و غذایی، فلزی و کانی، پتروشیمی، نیروگاه‌های و نفت و گاز و صنایع مختلف دیگری که به تجهیزات گرمایش و یا سرمایش نیاز دارند، استفاده می‌شود.

در این مطلب با ما همراه باشید تا با انواع لوله‌های فین دار آشنا شوید.

اجزای تشکیل دهنده انواع لوله های فین دار

قین تیوب از دو بخش تشکیل شده است، که عبارتند از:

1.      تیوب

تیوب جزء اصلی لوله‌های فین دار است که معمولا جنس آن از برنج، مس، کربن استیل و یا فلزاتی هستند که بتوانند فشار، دما و خوردگی زیادی را تحمل کنند. این لوله با ضریت حرارتی زیاد و ساخت راحت وارد یک لوله آلومینیومی می‌شود. سپس لوله آلومینیومی وارد دستگاه فین‌زنی برای انجام عملیات مکانیکی و شکل‌دهی خواهد شد.

2.      فین

فین به شکل پیچشی، اکسترود و یا طولی موجود می‌باشد. چیدمان دیسک، تعیین کننده قطر لوله آلومینومی،  بعد  از عمل اکستروژن است. معمولا اندازه قطر هر کدام از این لوله ‌های فین دار 1 و 2 اینچ می‌باشد، که معمولا لوله‌هایی که قطر آن‌ها یک اینچ است کاربرد بیشتری دارد. بعد از عملیات فین زنی در داخل دستگاه معمولا تعداد هر فین می‌تواند بین 8 تا 12 FPI (تعداد فین در هر اینچ) باشد.

از دیگر ویژگی‌های لوله های فین دار می‌توان به طول لوله که بین 1 تا 12 متر و ضخامت آن  که بین 0.01 تا 0.035 می‌باشد، اشاره کرد. تعیین‌کننده مقادیر گفته شده بستگی به سفارش مشتری و طراحی مهندسی دارد.

معرفی انواع لوله های فین دار

لوله‌های فین دار دارای سه نوع می‌باشند، که عبارتند از:

1.      لوله‌های فین دار پیچشی (Wrap-on fin tube)

از لوله‌های پرطرفدار فین تیوب می‌توان به لوله های فین دار پیچشی اشاره کرد. برای ساختن فین در داخل تیوب این نوع لوله، از نوار مسی، آلومینیومی و یا استنلس استیل استفاده می‌شود. همچنین برای پیچیدن نوار به دور تیوب از دستگاه‌های خاصی استفاده می‌شود. در مرحله‌ی آخر برای درست شدن لوله‌های فین دار پیچشی، انتهای فین را به تیوب با وسایل جوشکاری، جوش می‌زنند.

نوع تیوب در لوله‌های فین دار پیچشی باتوجه به کاربرد خود، انواع مختلفی دارد که در بخش زیر به آن‌ها اشاره شده است:

• نوع L  ( double )
• نوع L  ( knurled )
• نوع G  ( embeded )
• نوع L   ( wrap )

2.      انواع لوله های فین دار طولی (longitudinal fin tube)

در درست شدن و ساخت لوله‌های پره‌دار طولی از تسمه‌های طولی و باریکی استفاده می‌شود، که از طریق دستگاه‌های خم کاری به شکل U در می‌آیند. سپس این تسمه‌ها را به وسیله‌ی دستگاه جوشکاری بر روی تیوب جوش می‌زنند. البته لازم به ذکر است که جوشکاری با استفاده از دستگاه‌های خاص انجام می‌شود. زیرا فین‌ها مورد استفاده در ساخت این نوع لوله بسیار نازک هستند، به همین خاطر از روش‌های رایج جوشکاری برای ساخت این نوع لوله استفاده نمی‌شود.

معمولا برای جوشکاری فین از روش لحیم‌کاری و یا مقاومتی باتوجه به نوع و جنس فین و تیوب استفاده می‌شود. به عنوان نمونه اگر فین از جنس برنج باشد در جوشکاری از روش لحیم‌کاری استفاده شده و اگر فین از جنس کربن استیل باشد و بخواهد به تیوب استنلس استیل متصل شود، جوشکاری از روش مقاومتی باید انجام شود. از مزیت‌های لوله فین دار طولی می‌توان به ارزان قیمت بودن فلزات در ساخت فین اشاره کرد.

3.      لوله‎‌های فین دار اکسترود (Extrude-fin tube)

از دیگرانواع لوله های فین دار می‌توان به لوله اکسترود اشاره کرد، که دارای  کاربردهای زیادی در صنعت می‌باشند. همچنین لازم به ذکر است که از نظر ظاهری شباهت بسیار زیادی به لوله‌های فین دار پیچشی دارند. روش ساخت این نوع از لوله‎‌های پره دار به این شکل است که برای ساخت فین، از لوله‌های بزرگتر از تیوب استفاده می‌شود. بدین شکل که تیوب در داخل فین قرار گرفته سپس با استفاده از دستگاه مخصوص فین زنی، فین بر روی تیوب قرار می‌گیرد. در ساخت فین از لوله‌های مسی یا آلومینیومی استفاده می‌شود. همچنین در ساخت لوله‌های فین دار اکسترود، جنس فین و اکسترود کاملا بایکدیگر متفاوت می‌باشند.

لوله‌های فین دار اسپیرال

لوله‌های فین دار اسپیرال یکی از انواع مشترک این لوله ها هستند که برای انتقال حرارت در بخش‌های مختلف صنایع استفاده می‌شوند. این لوله‌ها دارای فین‌های صفحه‌ای هستند که به صورت بریده‌های برش خورده روی سطح داخلی یا خارجی لوله قرار می‌گیرند.

ویژگی اصلی لوله‌های فین دار اسپیرال، افزایش منطقه سطح است. با قرار گرفتن فین‌ها روی سطح لوله، منطقه سطح آن افزایش می‌یابد که منجر به افزایش قابل توجهی در انتقال حرارت می‌شود. فین‌ها به عنوان یک سطح تماس اضافی بین لوله و محیط می‌باشند و انتقال حرارت را بهبود می‌بخشند. علاوه بر افزایش منطقه سطح،این لوله ها دارای ویژگی‌های دیگری نیز هستند. به عنوان مثال، این لوله‌ها دارای مقاومت بالا در برابر فشار هستند. فین‌ها با ایجاد ساختاری متقاطع بر روی سطح لوله، آن را تقویت کرده و مقاومت بالایی در برابر فشار را ایجاد می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود لوله های اپیرال توانایی کارکرد در شرایط با فشار بالا را داشته باشند.

از این لوله ها در بخش‌های مختلف صنایع استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در سیستم‌های تهویه مطبوع، این لوله‌ها برای انتقال حرارت در بخش‌های گرمایشی و سرمایشی استفاده می‌شوند. همچنین، در برج‌های خنک‌کننده نیز از این لوله  استفاده می‌شود تا حرارت متولد شده توسط فرایندهای صنعتی را به محیط ترکیب کند. همچنین، در گرمایش بخش‌های پراکنده نیز از این نوع لوله استفاده می‌شود تا حرارت به طور موثری منتقل شود.

لوله‌های فین دار مستقیم

لوله‌های فین دار مستقیم (Direct Finned Tubes) نیز یکی از انواع مشترک لوله‌های فین دار هستند و برای انتقال حرارت در بخش‌های مختلف صنایع استفاده می‌شوند. این لوله‌ها دارای فین‌های صفحه‌ای مستقیم هستند که به صورت مستقیم روی سطح خارجی لوله قرار می‌گیرند و به آن لحیم می‌شوند.

فین‌ها در لوله‌های مستقیم به صورت مستطیلی یا مربعی هستند و به سطح خارجی لوله متصل می‌شوند. این فین‌ها با افزایش منطقه سطح، سطح تماس بین لوله و محیط را افزایش می‌دهند و انتقال حرارت را بهبود می‌بخشند. فین‌ها معمولاً با روش لحیم کاری به سطح لوله متصل می‌شوند تا اتصال محکم و موثری بین فین و لوله ایجاد شود.

این نوع از لوله ها به دلیل ویژگی‌هایی مانند افزایش منطقه سطح و بهبود انتقال حرارت، در بخش‌های مختلف صنایع استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در سیستم‌های خنک‌کننده از این نوع لوله استفاده می‌شود تا حرارت تولید شده توسط دستگاه‌ها و ماشین‌آلات را به محیط منتقل کند. همچنین، در بخاری‌های صنعتی نیز از این لوله ها استفاده می‌شود تا حرارت به طور موثری منتقل شود. در بخش دیگ‌ها نیز از این نوع لوله استفاده می‌شود تا انرژی حاصل از سوخت سوزی به آب منتقل شده و بخار تولید شود.

لوله‌های الیافی

این نوع لوله دارای فین‌هایی است که از الیاف فلزی به صورت مجدول ساخته می‌شوند. فین‌های الیافی به لوله اضافه می‌شوند و باعث افزایش منطقه سطح و بهبود انتقال حرارت می‌شوند. این نوع لوله بیشتر در صنایع پتروشیمی، نیروگاهی و صنعتی استفاده می‌شود.

لوله‌های فین دار متناوب

این لوله ها دارای فین‌هایی هستند که به صورت متناوب روی سطح خارجی لوله قرار می‌گیرند. این نوع لوله بهبود قابل توجهی در انتقال حرارت دارد و برای کاربردهایی مانند گرمایشی و سرمایشی سیستم‌های تهویه مطبوع، رادیاتورها و بخاری‌های صنعتی استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری

لوله‌های فین دار به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود مانند افزایش منطقه سطح و بهبود انتقال حرارت، در صنایع مختلف به طور گسترده استفاده می‌شوند. با انواع مختلف لوله‌ها آشنا شدیم، از جمله لوله‌های فین دار اسپیرال، مستقیم، الیافی، مجدول و متناوب. هر نوع لوله فین دار برای کاربردهای خاص خود در صنایع گوناگون استفاده می‌شود. در انتخاب و استفاده از این لوله ها، نیازمندی‌ها و شرایط خاص هر صنعت را در نظر گرفته و خواص و کاربردهای هر نوع را به دقت مورد بررسی قرار دهیم.