銅管和不銹鋼管換熱效果對比分析

1、.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：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(shù)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(nèi)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(jié)垢性能。為了消除焊接應(yīng)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(shù)為100W/m ，不銹鋼管的導熱系數(shù)為1

2、3W/m ，這當然要影響總體傳熱系數(shù)。但是，不銹鋼管的壁厚可以減薄以0.50.8mm ，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(jù)公式： Rc= （1）其中： Rc 導熱熱阻， m2k/w 。導熱系數(shù)， W/(m.k) 。管壁厚度， m管材一定， 不變時，根據(jù)公式（ 1），越小， Rc 越小，傳熱系數(shù)越大。這就可以縮小不銹鋼管與銅管總體傳熱系數(shù)的差距。由于銅管內(nèi)外壁比不銹鋼更粗糙， 容易結(jié)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(shù)的差距縮小。二、對流放熱使用不銹鋼管或使用銅管，管內(nèi)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

3、熱，而水的導熱系數(shù)很低。 在流動狀態(tài)相同的情況下，層流底層的厚度取決于管內(nèi)壁的粗糙度。銅管內(nèi)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(shù)比.銅管的對流放熱系數(shù)大。Rw=(2)其中： Rw 對流放熱熱阻，m2k/w 。 w對流放熱系數(shù)， w/m2.k 。根據(jù)公式（ 2） w越大， Rw 越小。三、凝結(jié)放熱系數(shù)凝結(jié)放熱系數(shù)有膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)兩種，珠狀凝結(jié)放熱系數(shù)比膜狀凝結(jié)放熱系數(shù)大得多。但不銹鋼管外壁和銅管外壁哪種管材的珠狀凝結(jié)更多尚不清楚，但可以說兩種管材外壁大部份是膜狀凝結(jié)。 膜狀凝結(jié)的放熱系數(shù)大小與膜的薄厚關(guān)系很大，

4、因為在膜的內(nèi)部是導熱，水膜的導熱系數(shù)數(shù)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(jié)放熱系數(shù)比銅管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)大。Rm= （ 3）其中： Rm 管外壁的凝結(jié)放熱熱阻，m2k/w 。 m管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)，w/m2.k 。根據(jù)公式（ 3）， m越大、 Rm 越小。四、總體傳熱系數(shù)K= （4）其中： R 總熱阻， m2k/w 。K 總體傳熱系數(shù)，w/m2.k 。由（ 4）可知：對流熱阻、導熱阻和凝結(jié)放熱熱阻都減小，則總熱阻減?。嚎偀嶙铚p小，總體傳熱系數(shù)增大。在壁厚相同的情況下，不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)比銅管低6%。由于使用比銅管薄

5、的不銹鋼管，不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)和凝結(jié)放熱系數(shù)都比銅管大，使不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)得到提高。.換熱性能對照表名稱規(guī)格（）材質(zhì)總體換熱系數(shù)（ W/ .k）銅管1HSn70-IA3682.413869不銹鋼管1AISI3043460.327347不銹鋼管0.7AISI3043760.628476不銹鋼管0.6AISI3043872.606729長遠的經(jīng)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(jīng)濟性將會比銅管的換熱器越來越更好。 同時， 銅管對冷

6、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(shè)備的經(jīng)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/m38.48.98屈服強度 MPa120140280-350拉伸強度 MPa330390550-659延伸率 %604330-60彈性模量 MPa13.315.420熱脹系數(shù) 10-6161617導熱系數(shù) w/mk1003013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(shù)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腐蝕種類銅管鎳銅管304

7、/316 不銹鋼管一般腐蝕245沖擊腐蝕256點蝕（運行狀態(tài)）454點蝕（積滯狀態(tài)）242高速沖擊356進口沖擊246蒸汽熱點腐蝕246氨蝕256注：表中的數(shù)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：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(cè)沖擊腐蝕，實現(xiàn)無銅離子系統(tǒng)，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(shù)，又可減少管內(nèi)雜質(zhì)的沉積。效益評估不銹鋼管的熱傳導系數(shù)比銅管低，但通過減小壁厚使它們的熱傳導系數(shù)的差值縮小，由于不銹鋼管內(nèi)壁比銅管更光滑，對流換熱系數(shù)比銅管高，不銹鋼管外壁比銅管光滑，凝結(jié)放熱系數(shù)比銅管高，根據(jù)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(shù)高2.124% 左右；隨著運行時間的增長，不銹鋼管