Dans les équipements industriels de dissipation thermique, les tubes à ailettes de grand diamètre, grâce à leur conception structurelle unique, ont démontré des avantages significatifs en matière de transfert et de dissipation de chaleur, ce qui en fait un choix idéal pour de nombreux scénarios à haute température et à débit élevé. L'efficacité de leur dissipation thermique dépend directement de l'effet synergique du diamètre du tube et des ailettes, ainsi que de leur adaptabilité aux différentes conditions de fonctionnement.

La caractéristique du « grand diamètre » des tubes à ailettes de grand diamètre est le fondement d'une dissipation thermique améliorée. Généralement, le diamètre du tube de base est beaucoup plus grand que celui des tubes à ailettes ordinaires. Cette conception réduit la résistance à l'écoulement du fluide à l'intérieur du tube (tel que les gaz de combustion à haute température, l'eau chaude, etc.), permettant de transporter plus de vecteurs de chaleur dans le même laps de temps. Par exemple, dans le système de récupération de chaleur des gaz de combustion des chaudières industrielles, les tubes de base de grand diamètre peuvent accueillir un plus grand débit de gaz de combustion à haute température. Les gaz de combustion ont un contact plus suffisant avec la paroi du tube lorsqu'ils s'écoulent à l'intérieur du tube, ce qui permet un transfert de chaleur plus efficace du fluide vers le tube de base. Parallèlement, l'épaisseur de paroi des tubes de base de grand diamètre est généralement plus importante. Bien que la conductivité thermique soit légèrement réduite, elle peut résister à une pression et une température plus élevées, évitant ainsi la déformation de la paroi du tube causée par la température et la pression élevées, assurant la stabilité du transfert de chaleur et fournissant un support structurel pour une dissipation thermique continue et efficace.

La conception et la disposition des ailettes amplifient davantage la capacité de dissipation thermique des tubes à ailettes de grand diamètre. Sur la surface extérieure du tube de base de grand diamètre, les ailettes sont étroitement fixées par des procédés tels que le soudage et le laminage, formant une vaste zone de dissipation thermique. Comparé aux tubes à ailettes de petit diamètre, la disposition des ailettes sur les tubes de base de grand diamètre peut être plus flexible. Il est possible d'augmenter la hauteur des ailettes pour élargir la plage de contact avec l'air et d'optimiser l'espacement des ailettes pour réduire la résistance à l'écoulement de l'air. Par exemple, dans les tubes à ailettes de grand diamètre utilisés pour chauffer de grands ateliers, lorsque l'eau chaude s'écoule à l'intérieur du tube de base, la chaleur est transférée du tube de base aux ailettes, et les ailettes échangent de la chaleur avec l'air froid à l'intérieur de l'atelier. En raison de la grande surface des ailettes et de leur répartition uniforme, la chaleur peut être rapidement diffusée dans l'environnement, ce qui permet à la température de l'atelier d'atteindre la valeur définie en peu de temps et d'assurer une répartition plus uniforme de la température, évitant ainsi une surchauffe ou une sous-chauffe locales.

Dans les scénarios de dissipation thermique à forte charge, l'effet de dissipation thermique des tubes à ailettes de grand diamètre est particulièrement important. Lorsqu'une grande quantité de chaleur doit être traitée, comme dans le système de refroidissement des laminoirs de l'industrie métallurgique, les tubes de base de grand diamètre peuvent rapidement importer la chaleur à haute température générée pendant le processus de laminage, et les ailettes dissipent la chaleur par convection d'air améliorée. À ce stade, la conception de grand diamètre rend la vitesse d'écoulement du fluide à l'intérieur du tube plus stable, évitant ainsi le bruit de turbulence ou la perte d'énergie due à un débit excessif. Les ailettes, avec leur plus grande surface, transfèrent la chaleur à l'air de refroidissement avec une plus grande efficacité.Les données montrent que dans les mêmes conditions de fonctionnement, l'efficacité de la dissipation thermique des tubes à ailettes de grand diamètre est supérieure de 20 % à 30 % à celle des tubes à ailettes ordinaires, réduisant ainsi efficacement la température de fonctionnement de l'équipement et assurant la sécurité de la production.

De plus, l'effet de dissipation thermique des tubes à ailettes de grand diamètre se reflète également dans leur adaptabilité aux environnements complexes. Dans les environnements industriels contenant de la poussière et des gaz corrosifs, les tubes de base de grand diamètre sont moins susceptibles d'être obstrués par la poussière, et la conception raisonnable de l'espacement des ailettes facilite le nettoyage et l'entretien, maintenant ainsi un bon état de dissipation thermique pendant une longue période. Par exemple, dans les ateliers de production chimique, lorsque des gaz corrosifs traversent des tubes à ailettes de grand diamètre, les tubes de base et les ailettes sont fabriqués à partir de matériaux résistants à la corrosion. La conception de grand diamètre réduit le temps de séjour des gaz à l'intérieur du tube, réduisant ainsi le risque de corrosion et maintenant une efficacité de dissipation thermique stable.

Il est important de noter que l'effet de dissipation thermique des tubes à ailettes de grand diamètre ne repose pas uniquement sur l'augmentation du diamètre du tube, mais doit être associé aux paramètres des ailettes et aux propriétés du fluide. Si le diamètre du tube est trop grand et que la conception des ailettes est déraisonnable, cela peut entraîner le phénomène de « chaleur interne et froid externe », où la chaleur ne peut pas être transférée du tube de base aux ailettes à temps. Inversement, si la densité des ailettes est trop élevée et que le diamètre du tube est insuffisant, cela limitera l'écoulement du fluide à l'intérieur du tube, affectant ainsi l'apport de chaleur. Par conséquent, dans les applications pratiques, il est nécessaire d'optimiser les paramètres de combinaison des tubes de base de grand diamètre et des ailettes en fonction des exigences spécifiques de dissipation thermique, grâce à des calculs de l'écoulement du fluide, de la différence de température et de la zone de dissipation thermique, afin d'obtenir le meilleur effet de dissipation thermique.

En résumé, les tubes à ailettes de grand diamètre démontrent d'excellentes performances de dissipation thermique dans les environnements à débit élevé, à forte charge et complexes grâce à l'importation efficace de chaleur des tubes de base de grand diamètre et à la dissipation de chaleur sur une grande surface des ailettes. Leur concept de conception prend pleinement en compte l'ensemble du processus de transfert de chaleur, réalisant un équilibre entre l'efficacité de la dissipation thermique et la stabilité grâce à l'optimisation structurelle et à l'adaptation des paramètres, et fournissant une solution fiable pour la gestion de la chaleur dans la production industrielle. Avec l'augmentation continue de la puissance des équipements industriels, les perspectives d'application des tubes à ailettes de grand diamètre seront encore plus larges, jouant un rôle important dans les économies d'énergie et la réduction des émissions.