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關(guān)于換熱器是用銅管效果好?還是不銹鋼管效果好?
相信各位都比較疑惑,都想了解一下關(guān)于換熱器的知識。今天就讓雙興不銹鋼小編,詳細地為大家分析一下。
不銹鋼換熱管與銅管的性能比較
1、不銹鋼換熱管具有以下優(yōu)點(diǎn):
?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(zhì)采用SUS304優(yōu)質(zhì)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(jìn)行熱處理。
? 鋼管均采用壓差進(jìn)行泄漏檢查,氣壓試驗至10MPa,5分鐘無(wú)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(shí),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(dòng)狀態(tài)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。
Rw= (2)
其中:Rw——對流放熱熱阻,m2k/w。
αw——對流放熱系數,w/m2.k。
根據公式(2)αw越大,Rw越小。
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(shuō)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(guān)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(guān)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。
Rm= (3)
其中:Rm——管外壁的凝結放熱熱阻,m2k/w。
αm——管外壁的凝結放熱系數,w/m2.k。
根據公式(3),αm越大、Rm越小。
四、總體傳熱系數
K= (4)
其中:R——總熱阻,m2k/w。
K——總體傳熱系數,w/m2.k。
由(4)可知:對流熱阻、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
長(cháng)遠的經(jīng)濟性
隨著(zhù)運行時(shí)間的增長(cháng),銅管氧化層將越來(lái)越厚,傳熱效果會(huì )越來(lái)越差。而不銹鋼基本不會(huì )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(shí)投運,運行時(shí)間越長(cháng),不銹鋼管的換熱器的經(jīng)濟性將會(huì )比銅管的換熱器越來(lái)越更好。同時(shí),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(jīng)濟性。
安全性能比較
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(cháng),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。
不銹鋼管與銅管的抗腐蝕性能
注:表中的數值2-6表示抗腐蝕能力由小到大
由上表可知:不銹鋼管與銅管相比具有的優(yōu)點(diǎn):抗沖蝕性能好,能抗蒸汽帶水滴在高速中的沖擊腐蝕;抗氨腐蝕性能好:耐水側沖擊腐蝕,實(shí)現無(wú)銅離子系統,且PH值可提高,以減少腐蝕產(chǎn)生率,可提高冷卻水流速,達2.3m/s,最高可達3.5m/s,這樣既可提高總體傳熱系數,又可減少管內雜質(zhì)的沉積。
不銹鋼管的熱傳導系數比銅管低,但通過(guò)減小壁厚使它們的熱傳導系數的差值縮小,由于不銹鋼管內壁比銅管更光滑,對流換熱系數比銅管高,不銹鋼管外壁比銅管光滑,凝結放熱系數比銅管高,根據多臺機組的測試和計算,壁厚為0.7mm的不銹鋼管比壁厚為1mm的銅管的總體傳熱系數高2.124%左右;隨著(zhù)運行時(shí)間的增長(cháng),不銹鋼管的總體傳熱系數下降很緩慢,而銅管的總體傳熱系數下降速度比不銹鋼管大得多。同時(shí),不銹鋼管比銅管更耐腐蝕,抗振性和耐磨性能好,使用壽命是銅管的三倍。從長(cháng)遠考慮,使用不銹鋼管整體上提高機組的經(jīng)濟性顯而易見(jiàn),同時(shí)也提高了機組的安全性。
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