Das Kernprinzip der Wärmeübertragung eines Rippenrohrs basiert auf der technischen Optimierung des Wärmeaustauschprozesses. In Gas-Flüssigkeits-Wärmeaustauschszenarien ist der konvektive Wärmewiderstand auf der Luftseite deutlich höher als auf der Seite des internen Fluids, was den Engpass darstellt, der die gesamte Wärmeübertragungsrate begrenzt. Gemäß der grundlegenden Wärmeübertragungsgleichung (Q=U⋅A⋅ΔT. )

Die vom Rippenrohr bereitgestellte Lösung besteht darin, die Wärmeaustauschfläche (A) drastisch zu erhöhen, indem Metallrippen angebracht werden, was mit einer unvermeidlichen Verringerung der effektiven Temperaturdifferenz (da die Temperatur entlang der Rippenhöhe abnimmt) einhergeht. Gleichzeitig tragen die Rippen dazu bei, den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Luftseite zu verbessern, indem sie den Luftstrom stören. Die Essenz liegt darin, den Anteil des luftseitigen Wärmewiderstands innerhalb des gesamten Wärmewiderstands zu reduzieren und dadurch den gesamten Wärmeübergangskoeffizienten (U) und die Wärmeübertragungsrate (Q) deutlich zu erhöhen.

1. Interne konvektive Wärmeübertragung: Das Hochtemperatur-Arbeitsmedium (Wasser, Kältemittel usw.) fließt im Inneren des Rohrs und überträgt Wärme mit einem relativ hohen konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten an die Innenwand des Basisrohrs.
2. Radiale Leitung durch die Rohrwand: Wärme wird effizient durch die Metallwand des Basisrohrs von der Innenfläche zur Außenfläche geleitet.
3. Seitliche Wärmeverteilung: Wärme von der äußeren Rohrwand breitet sich in zwei Hauptrichtungen aus: erstens, indem sie die umgebende Luft direkt erwärmt, und zweitens, indem sie sich in Längsrichtung entlang der Rippe vom Ansatz aus (wo sie in engem Kontakt mit dem Rohr steht) leitet. Dies verwandelt die gesamte Rippe in eine erweiterte Wärmeableitungsfläche.
4. Konvektive Wärmeübertragung von der Rippenoberfläche an die Luft: Wenn Luft über die Rippenanordnung strömt, findet ein erzwungener konvektiver Wärmeaustausch mit der riesigen Rippenoberfläche statt, der die Wärme abführt. Die komplexen Formen der Rippen (gewellt, lamellenförmig usw.) tragen dazu bei, die Luftgrenzschicht aufzubrechen, Turbulenzen zu verstärken und die Effizienz dieser Phase zu verbessern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Rippenrohr den Kernmechanismus der „Oberflächenvergrößerung“ einsetzt, um die hochohmige gasseitige Wärmeübertragung in einen synergistischen Prozess umzuwandeln, der effiziente Metallleitung und großflächige konvektive Wärmeübertragung kombiniert. Dies ermöglicht einen hocheffizienten Wärmeaustausch zwischen Gasen und Flüssigkeiten in einem wirtschaftlichen und kompakten Raum, was genau der Grund ist, warum es in Anwendungen wie Klimaanlagen, Heizkörpern und luftgekühlten Wärmetauschern so weit verbreitet ist.