ASTM SA210 Gr A1 열 교환기용 탄소 강철 길쭉한 핀 튜브

ASTM SA210 Gr A1 탄소강 핀이 있는 종방향 핀 튜브
 
 
 

종방향 핀 튜브는 금속 베이스 튜브(강, 구리, 알루미늄 등)의 외부 표면에 축 방향으로 금속 얇은 핀을 밀착 용접하거나 일체 성형하여 제작되는 고효율 열 전달 요소의 일종입니다. 핵심 가치는 튜브 외부의 열 전달 면적을 몇 배에서 수십 배까지 확장하는 데 있습니다(핀 비율은 5~20배에 달할 수 있습니다).

이 구조 설계는 특히 가스(공기, 연도 가스 등)와 튜브 내 유체(물, 증기, 냉매 등) 사이의 열 교환의 효율성 병목 현상 문제를 해결합니다. 가스 측의 열 전달 계수가 극도로 낮기 때문에 종종 시스템의 열 저항에서 지배적인 요인이 됩니다. 핀은 열 전달 표면을 확장하여 가스 경계층을 깊숙이 관통하고, 기류에 대한 핀 가장자리의 교란 효과를 사용하여 가스 측의 열 저항을 크게 줄여 전체 열 전달 효율을 베어 튜브에 비해 2~10배 증가시킬 수 있습니다.

신뢰할 수 있는 제조는 성능 달성의 핵심이며, 이는 주로 고주파 저항 용접, 일체 압출(알루미늄 튜브 등) 또는 브레이징과 같은 공정에 의존합니다. 이러한 공정은 핀과 베이스 튜브 사이의 연결 인터페이스가 높은 열 전도성(접촉 열 저항 감소)과 작동 조건에서 열 응력 및 진동을 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도를 갖도록 보장합니다.

종방향 핀 튜브를 설계할 때 열 전달 성능을 최대화하고 가스 흐름 저항(압력 강하)을 제어하는 균형을 맞추기 위해 핀 매개변수(높이, 두께, 간격)를 미세하게 최적화해야 합니다. 동시에 황 함유 연도 가스와 같이 이슬점 부식에 취약한 환경에서 내식성 재료(ND 강 또는 코팅 등)를 선택하고, 먼지가 많은 가스에서 방진 저항을 고려(더 큰 핀 간격 사용 등), 진동 조건에서 구조적 신뢰성을 보장하는 등 재료 선택과 특수 작동 조건을 모두 고려해야 합니다.

종방향 핀 튜브는 가스 측 열 전달 향상 및 콤팩트함이 뛰어나 가스-액체 열 교환이 지배적이고 공간 또는 효율성 요구 사항이 높은 다양한 시나리오에서 널리 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다. 보일러 시스템의 폐열 회수 장비(절탄기, 공기 예열기), 석유 화학 산업의 공정 가스 냉각기/히터, 냉동 시스템의 증발기/응축기, 산업 건조 장비의 열풍 히터. 이는 콤팩트한 장비와 효율적인 에너지 활용을 달성하는 핵심 기술입니다.

핀 방향과 기류의 관계

열 전달 성능 및 저항 비교

응용
 
 

에너지 및 전력

보일러 절탄기, 공기 예열기, 가스 터빈 폐열 보일러

석유 화학

공정 가스 히터/냉각기, 반응 생성물 응축기, 윤활유 냉각

HVAC 및 냉동

증발 냉각기, 공기 냉각 코일, 히트 펌프 실외기

산업 폐열 회수

건조 장비, 세라믹 가마, 유리 용융로 연도 가스 폐열 활용

운송 기계

디젤 엔진 인터쿨러, 유압 오일 라디에이터