Στον σχεδιασμό ενός εναλλάκτη θερμότητας σωλήνα με πτερύγια, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μεταξύ του υγρού έξω από το σωλήνα και του υγρού μέσα στο σωλήνα συχνά διαφέρει σημαντικά.Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας αναφέρεται στην ικανότητα ανταλλαγής θερμότητας ανά μονάδα επιφάνειας και ανά μονάδα διαφοράς θερμοκρασίας (μεταξύ του υγρού και του τοίχου)Είναι η βασική μέτρηση που αντιπροσωπεύει πόσο αποτελεσματικά ένα υγρό ανταλλάσσει θερμότητα με μια στερεή επιφάνεια.

Για να το καταλάβουμε αυτό, ας δούμε τους τυπικούς συντελεστές μεταφοράς θερμότητας για διαφορετικές συνθήκες υγρών:

• Συσσωρεύσεις νερού σε τοίχο: 10.000 - 20.000 W/m2·°C
• Θέρμανση νερού σε τοίχο: 5.000 - 10.000 W/m2·°C
• Ύδωρ που ρέει μέσα από σωλήνα: 2.000 - 10.000 W/m2·°C
• Αέρας ή καπνός που ρέει μέσα από τοίχο: 20 - 80 W/m2·°C
• Αέρας υπό φυσική συγκέντρωση: 5 - 10 W/m2·°C

Όπως δείχνουν τα δεδομένα, η ικανότητα ανταλλαγής θερμότητας ποικίλλει δραστικά ανάλογα με το υγρό.

Τώρα, φανταστείτε ένα πρακτικό βιομηχανικό σενάριο μεταφοράς θερμότητας: Μέσα σε έναν γυμνό σωλήνα, το νερό ρέει με έναν υψηλό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας 5.000 W/m2·°C.το καπνικό αέριο ρέει με συντελεστή μόνο 50 W/m2·°CΑν η θερμότητα μετακινείται από το εσωτερικό προς το εξωτερικό ή αντίστροφα, που είναι το "φραγκοχώρι" ή η θερμική αντίσταση σε αυτή τη διαδικασία;

Η απάντηση είναι η πλευρά του αερίου. Επειδή το καύσιμο έχει τόσο χαμηλή ικανότητα μεταφοράς θερμότητας, περιορίζει σοβαρά τη συνολική θερμική ανταλλαγή.

Μπορούμε να το συγκρίνουμε με την ηλεκτρική αντίσταση σε ένα κύκλωμα σειράς: Αν ένας αντίστατος είναι πολύ μεγαλύτερος από τους άλλους, γίνεται το μπουκάλιο για το ρεύμα.Ο μόνος τρόπος για να αυξηθεί το συνολικό ρεύμα είναι να μειωθεί η συγκεκριμένη κυρίαρχη αντίσταση.Η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας λειτουργεί ακριβώς με τον ίδιο τρόπο.

Πώς μπορούμε να ξεπεράσουμε αυτό το εμπόδιο και να επιτύχουμε βελτιωμένη μεταφορά θερμότητας; Η πιο αποτελεσματική μέθοδος είναι η χρησιμοποίηση εκτεταμένων επιφανειών στην πλευρά του αερίου, δηλαδή με τη χρήση σωλήνων πτερυγίων.Με την προσθήκη πτερύγων στο εξωτερικό του σωλήνα βάσης, η πραγματική περιοχή μεταφοράς θερμότητας πολλαπλασιάζεται σε σχέση με έναν γυμνό σωλήνα.Η τεράστια αύξηση της επιφάνειας την αντισταθμίζει.Αυτό αυξάνει δραματικά τη συνολική απόδοση μεταφοράς θερμότητας, μειώνει την κατανάλωση μετάλλων του εξοπλισμού και βελτιώνει την οικονομική βιωσιμότητα ολόκληρου του θερμικού συστήματος.