Для повышения эффективности теплообмена на поверхность теплообменной трубы обычно добавляют рёбра для увеличения площади наружной поверхности (или площади внутренней поверхности) теплообменной трубы, чтобы достичь цели повышения эффективности теплообмена. Такая теплообменная труба называется оребренной трубой.
Оребренные трубы делятся по форме и конструкции на: квадратные оребренные трубы, спиральные оребренные трубы, продольные оребренные трубы, спиральные зубчатые оребренные трубы и внутренние оребренные трубы;
Оребренные трубы делятся по материалу на: однометаллические оребренные трубы и биметаллические композитные оребренные трубы;
Оребренные трубы можно разделить по технологии обработки на: прокатные оребренные трубы, сварные оребренные трубы, оребренные трубы с формовкой прокаткой и оребренные трубы с формовкой гильзой.
Оребренные трубы имеют множество преимуществ, например:
1. Сильная теплопередающая способность: по сравнению с гладкой трубой площадь теплопередачи может быть увеличена в 2–30 раз, а коэффициент теплопередачи — в 1–2 раза.
2. Компактная конструкция: благодаря увеличенной площади теплопередачи на единицу объёма повышается теплопередающая способность. По сравнению с гладкой трубой при одинаковой тепловой нагрузке теплообменник с оребренными трубами имеет меньше труб, и диаметр или высота корпуса могут быть уменьшены, поскольку конструкция компактна и легко устанавливается.
3. Материалы могут использоваться более эффективно и рационально: не только из-за компактной конструкции снижается количество материалов, но и появляется возможность гибко выбирать материалы в соответствии с теплопередачей и технологическими требованиями, например вставные или сварные оребренные трубы из разных материалов;
4. При нагреве среды по сравнению с голой трубой температура стенки оребренной трубы при одинаковой тепловой нагрузке ниже, что способствует снижению высокотемпературной коррозии и повреждения от перегрева металлической поверхности.
Независимо от того, нагревается или охлаждается среда, разность температур теплопередачи меньше, чем у голой трубы, что способствует снижению накипеобразования на наружной поверхности трубы. Другой важной причиной снижения загрязнения является то, что оребренные трубы не образуют по окружности или по оси, как голые трубы.
Равномерный общий слой накипи, накипь, образующаяся вдоль поверхности ребра и трубы, будет разрушаться у корня ребра под действием расширения и сжатия, что вызовет самопроизвольное отслоение гребневой накипи.
5. Для тепла с фазовым переходом можно использовать коэффициент теплопередачи или критическую плотность теплового потока. Основными недостатками оребренных труб являются высокая стоимость и большое гидравлическое сопротивление. Например, оребренная труба воздухоохладителя имеет сложный процесс, и её стоимость строительства составляет 50–60% стоимости оборудования; сопротивление велико, что приводит к большому энергопотреблению. Однако при правильной форме энергопотребление может быть снижено, что экономически выгодно по сравнению с выгодами от интенсификации теплопередачи.
