[{"data":1,"prerenderedAt":86},["ShallowReactive",2],{"$fhsccixxzf89z":3},{"slug":4,"publishedAt":5,"category":6,"title":7,"summary":8,"image":9,"imageAlt":14,"readingMinutes":15,"serviceId":16,"keywords":17,"imageCaption":22,"sections":23,"sources":76},"drop-shaped-tubes-heat-transfer","2026-10-12","guides","Tubi a goccia e tubi circolari: scambio termico a confronto","I tubi a goccia mantengono il flusso attaccato più a lungo di quelli circolari. Effetti su scambio termico, perdita di carico e potenza di pompaggio, e limiti.",{"src":10,"thumbnail":11,"width":12,"height":13},"\u002Fassets\u002Fcfd-cases\u002Fexternal\u002Fimages\u002F06.webp","\u002Fbrand\u002Fstudies\u002Fexternal.svg",1448,1086,"Illustrazione DEEB-FLOW di linee di corrente attorno a tubi circolari, a camma e a goccia",5,"thermal",[18,19,20,21],"tubi a goccia scambio termico","tubi non circolari flusso trasversale","fascio di tubi a goccia","perdita di carico fascio tubiero","Illustrazione concettuale dalla libreria di casi DEEB-FLOW. Non è un risultato di questo articolo.",[24,30,39,48,54,61,71],{"id":25,"title":26,"paragraphs":27},"circular-tube","Un tubo circolare è una forma sfavorevole per il flusso esterno",[28,29],"Un tubo circolare è facile da costruire, facile da pulire e regge bene la pressione. Per il fluido che lo attraversa trasversalmente è una forma sfavorevole. Il flusso segue la metà anteriore del cilindro, si separa appena oltre il punto più largo e lascia una scia ampia e lenta. Quella scia è resistenza che paghi al ventilatore o alla pompa, e la superficie che vi sta sotto scambia male il calore. In un fascio tubiero la perdita si ripete a ogni fila.","Un tubo a goccia pone la domanda ovvia: mantenere il naso tondo, rastremare la coda e vedere quanta di quella perdita si recupera. Una buona parte della mia ricerca è stata dedicata a questa domanda. Questo articolo riassume che cosa mostrano quei lavori e dove l’idea incontra i suoi limiti.",{"id":31,"title":32,"paragraphs":33},"what-changes","Che cosa cambia quando il tubo è affusolato?",[34],{"list":35},[36,37,38],"**La separazione arretra.** Sulla coda rastremata la pressione si recupera più dolcemente, così lo strato limite resta attaccato su una parte maggiore della superficie.","**La scia si restringe.** Una regione più piccola di fluido lento in ricircolo dietro ogni tubo significa meno resistenza di forma, che nel flusso trasversale è la maggior parte della perdita di carico.","**Lavora più superficie.** Il retro di un tubo circolare sta nella propria scia. La coda di un tubo a goccia è ancora a contatto con fluido in movimento.",{"id":40,"title":41,"paragraphs":42},"fair-comparison","Come si confrontano in modo equo due forme di tubo?",[43,44,47],"Ottenere più scambio termico è facile spingendo il fluido più veloce, quindi confrontare solo i numeri di Nusselt non basta. Il confronto che conta per chi paga il ventilatore è il calore scambiato a parità di potenza di pompaggio. Un criterio comune mette a confronto il guadagno nel numero di Nusselt con l’aumento del fattore di attrito, elevando il rapporto di attrito a un terzo.",{"formula":45},[46],"ε = (Nu \u002F Nu₀) \u002F (f \u002F f₀)^(1\u002F3)","Secondo questo criterio una forma vince se cede un po’ di scambio termico e risparmia molta perdita di carico, che è ciò che una forma affusolata tende a fare.",{"id":49,"title":50,"paragraphs":51},"single-tubes","Che cosa abbiamo trovato per i tubi singoli",[52,53],"Con D. V. Sidenkov ho studiato numericamente tubi singoli in flusso trasversale, a numeri di Reynolds da 1,5 × 10³ a 26,5 × 10³. Il rapporto tra gli assi L\u002FD andava da 1, cioè un tubo circolare, a 4 con passo 0,5. Abbiamo riportato i coefficienti locali di scambio termico, di pressione e di attrito sulla superficie e confrontato i risultati con i dati pubblicati.","I tubi a goccia richiedevano meno potenza di pompaggio del tubo circolare per fornire lo stesso scambio termico nelle stesse condizioni operative. La forma più allungata, con L\u002FD = 4, ha mostrato le migliori caratteristiche termo-idrodinamiche tra quelle studiate. Il lavoro ha fornito anche correlazioni per il numero di Nusselt medio e il fattore di attrito in funzione del numero di Reynolds e del rapporto tra gli assi.",{"id":55,"title":56,"paragraphs":57},"bundles","Un fascio è più di un insieme di tubi singoli",[58,59,60],"In un fascio ogni fila sta nella scia di quella che la precede, quindi il miglior tubo singolo non dà automaticamente il miglior fascio. In uno studio successivo ho confrontato fasci sfalsati a sei file a numeri di Reynolds da 1,78 × 10³ a 18,72 × 10³: uno di tubi circolari, uno di tubi a goccia e sei disposizioni miste.","Il fascio di soli tubi a goccia ha bassa resistenza, ma cede anche scambio termico. Mescolare le forme lo recupera. L’alternanza delle file, con tubi circolari nelle file 1, 3 e 5 e tubi a goccia nelle file 2, 4 e 6, ha aumentato il numero di Nusselt medio di circa l’1-8% rispetto al fascio circolare e di circa il 48-49% rispetto a quello a goccia.","In termini di prestazione termoidraulica, le migliori disposizioni miste hanno superato il fascio di soli tubi a goccia di circa il 14,5% al numero di Reynolds più basso e del 2-4,5% a valori più alti. La posizione di ciascuna forma nel fascio conta quanto la forma stessa. La stessa idea, un fascio che combina tubi circolari e a goccia, è oggetto del brevetto RU-2848594.",{"id":62,"title":63,"paragraphs":64},"limits","Dove l’idea ha dei limiti",[65,70],{"list":66},[67,68,69],"**L’angolo di attacco.** A un tubo circolare non importa da dove arriva il flusso. A un tubo a goccia sì: ruotalo di lato e diventa un corpo tozzo con una grande scia. Il beneficio misurato in un flusso trasversale ideale è un limite superiore, quindi verifica il flusso di approccio reale nel fascio.","**La tenuta alla pressione.** Il cerchio è la forma naturale per la pressione interna. Un tubo non circolare in pressione tende ad arrotondarsi, il che introduce tensioni di flessione nella parete e modifica la forma esterna su cui contavi. La verifica strutturale fa parte del progetto.","**Costruzione e pulizia.** Piastre tubiere, utensili di mandrinatura e attrezzature di pulizia sono pensati per tubi tondi.","Nessuno di questi limiti esclude l’idea. Stabiliscono dove ha senso: il recupero di calore lato gas, con bassa pressione interna e alto costo della potenza di ventilazione, è un impiego più naturale di un servizio liquido ad alta pressione.",{"id":72,"title":73,"paragraphs":74},"for-designers","Che cosa significa per chi progetta scambiatori",[75],"Se il tuo vincolo è la potenza del ventilatore o della pompa e il servizio consente un tubo non circolare, i risultati pubblicati mostrano un risparmio reale. Tre domande decidono se sopravvive nella tua unità: qual è l’angolo reale del flusso di approccio nel fascio, che cosa fa la disposizione dei tubi fila per fila, e il tubo mantiene la forma sotto pressione. A tutte e tre si può rispondere con la simulazione prima di costruire un prototipo, e l’ultima va confermata con una prova.",[77,80,83],{"href":78,"label":79},"https:\u002F\u002Fdoi.org\u002F10.17586\u002F1606-4313-2020-19-3-91-99","Deeb and Sidenkov (2020), Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda: numerical investigation of heat transfer and aerodynamics of single drop-shaped tubes",{"href":81,"label":82},"https:\u002F\u002Fdoi.org\u002F10.33257\u002FPhChGD.23.2.987","Deeb (2022), Physical-Chemical Kinetics in Gas Dynamics: thermal-aerodynamic characteristics of a staggered mixed bundle of circular and drop-shaped tubes",{"href":84,"label":85},"https:\u002F\u002Fdoi.org\u002F10.18698\u002F1812-3368-2021-2-102-117","Deeb, Sidenkov and Salokhin (2021), Herald of the Bauman Moscow State Technical University: circular, cam-shaped and drop-shaped tubes in cross-flow",1791759707794]