Cos'è un tubo scambiatore di calore?

Un tubo scambiatore di calore (comunemente chiamato anche tubo scambiatore di calore) è un tubo resistente alla pressione specificamente progettato per trasportare uno dei due fluidi la cui energia termica viene scambiata. Questi tubi formano il nucleo degli scambiatori di calore a fascio tubiero, a U o a piastre e tubi e devono combinare eccellenti prestazioni di trasferimento del calore con robustezza meccanica e resistenza alla corrosione.

1. Funzione principale

• Canale per fluidi: Trasporta il fluido lato tubo (caldo o freddo) mentre un fluido esterno scorre attorno ai tubi (lato mantello).

• Superficie di scambio termico: Pareti sottili e materiale ad alta conducibilità termica massimizzano la velocità di scambio termico tra i due fluidi.

2. Caratteristiche progettuali chiave

• Spessore e diametro della parete

  • Pareti sottili (spesso 1–5 mm) per minimizzare la resistenza termica

  • Gamma OD tipicamente da ⅜″ a 2½″ (10 mm–60 mm), a seconda del progetto dello scambiatore

• Finitura superficiale

  • Interno liscio per ridurre l'incrostazione e la caduta di pressione

  • A volte migliorato (ad es. alettato o ondulato) per aumentare i coefficienti di trasferimento del calore

• Pressione e temperatura nominali

  • Dimensionato per resistere ad alte pressioni (fino a diverse centinaia di bar) e temperature (–200 °C a oltre 600 °C), in base alle condizioni di processo

• Resistenza alla corrosione

  • Fondamentale quando uno o entrambi i fluidi sono aggressivi (ad es. acqua di mare, acidi, ammine)

3. Materiali comuni

4. Standard applicabili

• ASTM A179 / A192: Tubi per caldaie in acciaio al carbonio senza saldatura

• ASTM A213 / A249 / A268: Tubi in acciaio inossidabile senza saldatura/alettati per servizio ad alta temperatura

• EN 10216-2 / EN 10217: Standard europei per tubi in acciaio senza saldatura e saldati

• ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Sezione II e VIII: Specifiche dei materiali e regole di progettazione

5. Applicazioni tipiche

• Generazione di energia: Condensatori a vapore, economizzatori per caldaie

• Petrolio e gas: Recupero di calore, preriscaldamento del greggio, raffreddatori di gas

• Chimica e petrolchimica: Riscaldamento/raffreddamento del reattore, ribollitori della colonna di frazionamento

• HVAC e refrigerazione: Refrigeratori, condensatori, evaporatori

• Alimentare e farmaceutico: Pastorizzatori, sterilizzatori

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