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不銹鋼換熱管與銅管的性能比較

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作者來源:李清 ????? 發布時間: 2018-06-02 10:24
導讀:不銹鋼換熱管具有以下優點:換熱管采用0.5-0.8mm的薄壁管材,提高了整體換熱性能,在相同的換熱面積下,總體的傳熱系數比銅管提高2.121-8.408%。

1、不銹鋼換熱管具有以下優點:  ?換熱管采用0.5-0.8mm的薄壁管材,提高了整體換熱性能,在相同的換熱面積下,總體的傳熱系數比銅管提高2.121-8.408%。  ? 由于材質采用SUS304優質不銹合金鋼,使其具有較高的硬度,管子的鋼度也明顯提高,因此,具有很強的抗沖擊性能及抗振性能。  ? 由于管子內壁光滑,使得其邊界層流底層厚度減薄,既強化換熱,又提高了抗結垢性能。 ? 為了消除焊接應力,在保護氣體中以1050℃高溫進行熱處理。 ? 鋼管均采用壓差進行泄漏檢查,氣壓試驗至10MPa,5分鐘無壓降。  2、詳細能比較:   一、導熱      由于銅管的導熱系數為100W/m℃,不銹鋼管的導熱系數為13W/m℃,這當然要影響總體傳熱系數。但是,不銹鋼管的壁厚可以減薄以0.5~0.8mm,而銅管因強度及沖蝕磨損等原 因,其壁厚不能低于1.2mm。  根據公式:Rc= (1) 其中:Rc——導熱熱阻,m2k/w。 λ——導熱系數,W/(m.k)。  δ——管壁厚度,m  管材一定,λ不變時,根據公式(1),δ越小,Rc越小,傳熱系數越大。這就可以縮小不銹 鋼管與銅管總體傳熱系數的差距。  由于銅管內外壁比不銹鋼更粗糙,容易結垢,增加了銅管的熱阻,這又使銅管與不銹鋼管總 體傳熱系數的差距縮小。   二、對流放熱      使用不銹鋼管或使用銅管,管內流速都是紊流。影響對流放熱的最大因素是層流底層的厚度,因為層流底層中的傳熱是導熱,而水的導熱系數很低。在流動狀態相同的情況下,層流底層的厚度取決于管內壁的粗糙度。銅管內表面有氧化物,其粗糙度比不銹鋼管大得多,銅管的層流底層的厚度比不銹鋼管的層流底層厚度更大。這就使不銹鋼管的對流放熱系數比銅管的對流放熱系數大。

不銹鋼換熱管與銅管的性能比較

 

三、凝結放熱系數

凝結放熱系數有膜狀凝結和珠狀凝結兩種,珠狀凝結放熱系數比膜狀凝結放熱系數大得多。但不銹鋼管外壁和銅管外壁哪種管材的珠狀凝結更多尚不清楚,但可以說兩種管材外壁大部份是膜狀凝結。膜狀凝結的放熱系數大小與膜的薄厚關系很大,因為在膜的內部是導熱,水膜的導熱系數數特別低而膜的厚度又取決于管外壁的粗糙度。銅管外壁因氧化層的關系,比不銹鋼管粗糙得多。因此,不銹鋼管外壁的凝結放熱系數比銅管外壁的凝結放熱系數大??芍簩α鳠嶙?、導熱阻和凝結放熱熱阻都減小,則總熱阻減?。嚎偀嶙铚p小,總體傳熱系數增大。在壁厚相同的情況下,不銹鋼管的總體傳熱系數比銅管低6%。由于使用比銅管薄的不銹鋼管,不銹鋼管的總體傳熱系數和凝結放熱系數都比銅管大,使不銹鋼管的總體傳熱系數得到提高。

換熱性能對照表 
名稱  規格(㎜)  材質  總體換熱系數(W/ ㎡.k)  銅管 1 HSn70-IA 3682.413869 不銹鋼管 1 AISI304 3460.327347 不銹鋼管 0.7 AISI304 3760.628476 不銹鋼管  0.6  AISI304  3872.606729     長遠的經濟性  隨著運行時間的增長,銅管氧化層將越來越厚,傳熱效果會越來越差。而不銹鋼基本不會氧化,或氧化速度很慢。因此,不銹鋼管的換熱器與銅管的換熱器如果同時投運,運行時間越長,不銹鋼管的換熱器的經濟性將會比銅管的換熱器越來越更好。同時,銅管對冷卻水中的雜物的吸附能力比不銹鋼管更強得多,大大降低了設備的經濟性。   安全性能比較  不銹鋼管與銅管的工程特性 
管材 銅管 鎳銅管 304/316不銹鋼管  密度t/m3 8.4 8.9 8 屈服強度MPa 120 140 280-350 拉伸強度MPa 330 390 550-659 延伸率% 60 43 30-60 彈性模量MPa 13.3 15.4 20 熱脹系數10-6 16 16 17 導熱系數w/mk  100  30  13  從上表可以看出:不銹鋼管的屈服強度和抗拉強度都比銅管高,不銹鋼管的使用壽命必然要比銅管長,熱脹系數比銅管低,與管板更接近,因此,不易因熱脹冷縮面損傷了管子或影響脹口。

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