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空調(diào)換熱管材質(zhì)——銅與不銹鋼的巔峰對(duì)決(上)

       小編之前發(fā)過(guò)一篇文章關(guān)于<不銹鋼管將打破空調(diào)行業(yè)“非銅不可”的局面>，引來(lái)了廣大網(wǎng)友的關(guān)注和質(zhì)疑：

       這次，我們直面網(wǎng)友的質(zhì)疑，告訴大家科研一直在進(jìn)步，空調(diào)換熱管將有新選擇；今天我們來(lái)分析：銅管和不銹鋼換熱管的性能對(duì)比——導(dǎo)熱性

       由于銅管的導(dǎo)熱系數(shù)為100W/m℃，不銹鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)為13W/m℃，不銹鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)大約為銅管的1/7。這當(dāng)然會(huì)影響總體傳熱系數(shù)。

       銅管因強(qiáng)度及沖蝕磨損等原因，其壁厚不能低于1.2mm。但是，不銹鋼管因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，壁厚可以減薄0.5~0.8mm。

       根據(jù)公式：Rc=δ / λ，其中Rc——導(dǎo)熱熱阻，單位：m2k/w。λ——導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W/(m.k)。δ——管壁厚度，單位：m。

       管材一定，λ不變時(shí)，根據(jù)公式，δ越小，Rc越小，傳熱系數(shù)越大。這就可以縮小不銹鋼換熱管與銅管總體傳熱系數(shù)的差距。

       雖然銅管的導(dǎo)熱系數(shù)比不銹鋼管大，但根據(jù)美國(guó)傳熱學(xué)會(huì) (HEI)標(biāo)準(zhǔn)《表面式蒸汽凝汽器》中規(guī)定的總體傳熱系數(shù)公式進(jìn)行比較，使用不銹鋼管的整體傳熱并不比銅管差，有時(shí)還會(huì)略好一點(diǎn)。

       因?yàn)橛霉芮昂?，仍采用原有的管路設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)系數(shù)C1和溫度修正系數(shù)βt不變，所以 K值取決于 βc、βm和 V。

       使用不銹鋼管后 ，βm、V會(huì)有所降低 ，但不銹鋼管厚度比銅管薄，一般為銅管的50～70％，可以部分抵消不銹鋼管材質(zhì)熱導(dǎo)率低的影響。管壁熱阻只占總熱阻的2～5％，而材料的影響比較大。

       依據(jù)表3，黃銅管的βm為0.922(參照壁厚為0.88mm)，304不銹鋼管的βm為0．91(壁厚0.5mm)；綜合考慮材料和壁厚，不銹鋼管的傳熱性能比銅管低很少。

       與銅合金管相比，不銹鋼換熱管腐蝕產(chǎn)物較少，管壁光潔，不易沾污，因此具有較高的清潔系數(shù)和較低的流動(dòng)阻力，清潔系數(shù)βc會(huì)提高到0.9左右。

       以25mm管徑的不銹鋼管和銅管為例，管壁從1mm變?yōu)?.5mm。不銹鋼管內(nèi)徑增加，循環(huán)水通流面積增大，冷卻面積可以提高，但管道內(nèi)流速會(huì)下降5％左右。

       根據(jù)以上分析及數(shù)據(jù)，對(duì)使用銅管和不銹鋼管的傳熱系數(shù)計(jì)算如下：

       使用25×1銅管時(shí)傳熱系數(shù)：k=2706×0.80×0.922×0.989×√2=2791.6。使用25×0．5不銹鋼管時(shí)的傳熱系數(shù)：k=2706×0.85×0.91×0.989×√1.9=2853.4 。

       由計(jì)算可知，空調(diào)換熱管中，不銹鋼傳熱系數(shù)比使用銅時(shí)還要高2％左右。下回與大家分享空調(diào)換熱管的對(duì)流放熱性、凝結(jié)放熱系數(shù)和耐腐蝕性是如何完敗銅管的，敬請(qǐng)關(guān)注！

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