Un fascio tubiero è una raccolta densa di tubi utilizzata come nucleo radiante negli scambiatori di calore. Questi gruppi di tubi sono tipicamente alloggiati in un guscio tubolare o alloggiamento esterno con un flusso costante di acqua che lo attraversa. Quando liquidi o gas caldi vengono fatti circolare attraverso il fascio tubiero, l’ampia superficie combinata dei tubi consente un efficiente trasferimento di calore nell’acqua del guscio e il raffreddamento dei fluidi nei tubi. Esistono due tipi distinti di fasci tubieri: tubo dritto e tubo a U. I tubi di questi fasci sono generalmente realizzati in acciaio o rame a seconda dell’applicazione specifica.
La maggior parte dei metodi di trasferimento del calore diventa sempre più efficiente all’aumentare dell’irradiazione combinata e delle aree di superficie ricevente. Questo principio è alla base del funzionamento dello scambiatore di calore a tubi; l’elevato numero di tubi nei fasci offre ampie superfici di contatto che facilitano il trasferimento termico rapido ed efficiente. La disposizione dei tubi in un fascio tubiero è calcolata con attenzione e tipicamente passano attraverso diversi deflettori o paratie che mantengono la relazione di spaziatura per tutta la lunghezza del fascio. La configurazione dell’ingresso e dell’uscita dell’acqua del fascio è dettata da quale dei due tipi comuni di fascio viene utilizzato.
La prima delle configurazioni di fascio tubiero più comuni è il tipo a linea retta. Questo layout è costituito da tubi diritti che si aprono su entrambe le estremità del fascio in camere di ingresso e uscita che formano i cappucci terminali del guscio. Il materiale caldo viene quindi pompato attraverso il fascio in linea retta da un’estremità all’altra del guscio. Questa disposizione è efficiente, ma richiede uno sforzo considerevole per aprire l’involucro e rimuovere il fascio in caso di necessità di pulizia o riparazione. Le disposizioni dei tubi diritti, tuttavia, presentano costi di installazione iniziali inferiori.
La seconda configurazione comune del fascio tubiero è il layout del tubo a U. Questa variante del fascio presenta punti di ingresso e uscita sullo stesso lato del guscio su un cappuccio a guscio tubolare diviso in due camere sigillate. I tubi lasciano la camera di ingresso e viaggiano verso l’estremità opposta del guscio dove fanno una curva a U e ritornano nella direzione opposta alla camera di uscita. Questo tipo di layout è più facile da smontare per la manutenzione con il pacco che viene generalmente estratto come un’unità modulare. Le configurazioni a U si adattano bene anche ai differenziali di temperatura elevata e alleviano la maggior parte delle sollecitazioni di espansione e contrazione termica nel fascio.