Pourquoi utiliser des tubes corrugués dans les échangeurs de chaleur?

Bien que les échangeurs de chaleur à plaques soient encore couramment utilisés pour les fluides visqueux simples tels que l'eau, le lait et certaines huiles fines, pour la plupart des autres applications, les échangeurs tubulaires sont les plus adaptés. Il existe plusieurs types différents d'échangeurs de chaleur tubulaires, tels que l'espace annulaire, le double tube et le multitube. Mais leur efficacité dépend davantage du type de tube utilisé que de la configuration : les tubes corrugués sont plus efficaces pour le transfert thermique que les tubes lisses et présentent un certain nombre d'autres avantages.

Efficacité optimale

Lorsqu'un fluide circule dans un tube, plusieurs facteurs influent sur son déplacement, tels que la pression, la nature du fluide (sa viscosité) et la conception de la paroi du tube. Dans un tube lisse, les fluides suivent généralement un chemin régulier appelé écoulement laminaire. Cependant, là où l'écoulement est perturbé, il y a de la turbulence : c'est ce qu'on appelle l'écoulement turbulent. 

La turbulence rend les échangeurs de chaleur tubulaires plus efficaces en empêchant les matières visqueuses (épaisses) de coller à la paroi du tube, où elles peuvent agir comme isolant et empêcher un transfert thermique efficace (connu sous le nom de couche limite). Elle empêche également les matières en suspension de s'échapper du fluide porteur et d'avoir un effet similaire. Les tubes corrugués sont conçus pour créer cette turbulence.

Encombrement réduit

Parce qu'un tube corrugué offre un taux de transfert de chaleur plus élevé qu'un tube lisse de la même longueur, la taille de l’échangeur de chaleur peut être réduite. L'efficacité thermique optimisée - qui peut être jusqu'à trois fois supérieure à celle d'un échangeur à tubes lisses - signifie également que le temps de transfert est moins important pour obtenir le même niveau de transfert thermique. En fonction de l'application, un échangeur de chaleur à tube corrugué peut donc avoir jusqu'à la moitié de la taille de son équivalent en tube lisse. C'est une des raisons pour lesquelles les échangeurs de chaleur Euro Transfert sont couramment utilisés dans les installations où l'espace est limité.

Temps de marche plus longs

La prévention de la formation d'une couche limite dans le tube augmente non seulement l'efficacité thermique de l'échangeur de chaleur, mais elle réduit également le temps d'arrêt nécessaire pour la maintenance. Par conséquent, les temps de fonctionnement entre les cycles de nettoyage sont généralement beaucoup plus longs avec les tubes corrugués qu'avec les tubes lisses, ce qui augmente davantage l'efficacité globale du processus.