铜管与不锈钢管换热效果的对比分析

铜管与不锈钢管换热效果的对比分析 铜管和不锈钢管是常用的材料，经常在两者之间做出选择。如果用作换热管，谁更好？本文将通过对铜管和不锈钢管换热效果的对比分析，解决这个问题，得出可靠的结论。

1、不锈钢换热管的优点

1、换热管采用0.5-0.8mm薄壁管，提高了整体换热性能。在相同的换热面积下，不锈钢管的整体传热系数高于铜管 2.121-8.408%。 2、由于材料采用SUS304优质不锈合金钢，硬度高，管道钢度显著提高，具有较强的抗冲击性和抗振性。 3、由于管道内壁光滑，边界层流底层厚度减薄，不仅加强了换热，而且提高了抗结垢性能。 4、在1050℃高温下进行热处理，以消除焊接应力。 5、所有钢管均采用压差进行泄漏检查，气压试验为10mpa，5分钟无压降。

二、详细性能比较

1、导热

铜管的导热系数为100W/m℃不锈钢管的导热系数为13W/m℃，这当然会影响整体传热系数。但不锈钢管壁厚可减少0.5~0.8mm，铜管由于强度和侵蚀磨损等原因 因此，其壁厚不得低于 1.2mm。 根据公式：Rc=（1） Rc——导热阻，m2k/w。 λ——导热系数，W/(m.k)。 δ——管壁厚度，m 管材一定，λ不变时，按公式(1)，δRC越小，传热系数越大。这样可以缩小不锈钢管与铜管整体传热系数的差距。 由于铜管内外壁比不锈钢粗糙，容易结垢，增加了铜管的热阻，从而缩小了铜管与不锈钢管整体传热系数的差距。

2、对流放热

使用不锈钢管或铜管，管内流速为湍流。影响流放热的最大因素是层流底层的厚度，因为层流底层的传热是导热的，而水的导热系数很低。层流底层的厚度取决于管内壁的粗糙度。铜管内表面有氧化物，其粗糙度远大于不锈钢管，铜管底层厚度大于不锈钢管底层厚度。这使得不锈钢管的对流放热系数大于铜管。 Rw=(2) Rw——对流热阻，m2k/w。 αw——对流放热系数，w/m2.k。 根据公式(2)αw越大，Rw越小。

3、冷凝放热系数

凝结放热系数有膜凝结和珠凝结两种，珠凝结放热系数远大于膜凝结放热系数。但目前尚不清楚不锈钢管外壁和铜管外壁的珠状凝结，但可以说，这两种管道的外壁大多是膜状凝结。膜凝结的放热系数与膜的厚度密切相关，因为膜的内部是导热系数，水膜的导热系数特别低，膜的厚度取决于管外壁的粗糙度。由于氧化层的原因，铜管外壁比不锈钢管粗糙得多。因此，不锈钢管外壁的凝结放热系数大于铜管外壁的凝结放热系数。 Rm=（3） Rm——管道外壁的冷凝和放热热阻为m2k/w。 αm——管外壁的冷凝放热系数，w/m2.k。 根据公式(3)，αm越大，RM越小。 {h3}1cd560cb7820d478 K=（4） R——总热阻，m2k/w。 K——整体传热系数，w/m2.k。 (4)可以看出，对流热阻、导热阻和冷凝放热阻降低，总热阻降低:总热阻降低，整体传热系数增加。 在壁厚相同的情况下，不锈钢管的整体传热系数比铜管低6%。由于使用比铜管薄的不锈钢管，不锈钢管的整体传热系数和凝结放热系数大于铜管，提高了不锈钢管的整体传热系数。 换热性能对照表 规格（㎜） 整体换热系数（W/㎡.k） HSn70-IA 3682.413869 不锈钢管 AISI304 3460.327347 不锈钢管 AISI304 3760.628476 不锈钢管 AISI304 3872.606729

5、长期经济

随着运行时间的增加，铜管的氧化层会越来越厚，传热效果会越来越差。不锈钢基本上不会氧化，或者氧化速度很慢。因此，如果不锈钢管的换热器和铜管的换热器同时投入运行，运行时间越长，不锈钢管的换热器的经济性就越好。同时，铜管对冷却水中杂物的吸附能力远强于不锈钢管，大大降低了设备的经济性。

6、比较安全性能

不锈钢管和铜管的工程特点 304/316不锈钢管 密度t/m3

8.4

8.9

屈服强度MPa 280-350 拉伸强度MPa 550-659 延伸率% 30-60 MPa弹性模量 13.3 15.4 热胀系数10-6 导热系数w/导热系数mk 从上表可以看出，不锈钢管的屈服强度和抗拉强度高于铜管，不锈钢管的使用寿命必须长于铜管，热膨胀系数低于铜管，更接近管板。因此，由于热膨胀和冷收缩表面，不易损坏管道或影响膨胀口。 不锈钢管和铜管的耐腐蚀性 腐蚀种类 304/316不锈钢管 一般腐蚀 冲击腐蚀 点蚀(运行状态) 点蚀(积滞状态) 高速冲击 进口冲击 蒸汽热点腐蚀 注：表中的值2-6表示耐腐蚀性由小到大。 从上表可以看出：与铜管相比，不锈钢管具有良好的耐腐蚀性、高速蒸汽带水滴的冲击腐蚀性；氨腐蚀性能好：耐水侧冲击腐蚀，实现无铜离子系统，提高PH值，降低腐蚀率，提高冷却水流量 2.3m/s，最高可达 3.5m/s，这不仅可以提高整体传热系数，还可以减少管道中杂质的沉积。

三、效益评估与结论

不锈钢管的导热系数低于铜管，但通过降低壁厚来降低导热系数的差值，因为不锈钢管的内壁比铜管更光滑，对流换热系数高于铜管，不锈钢管的外壁比铜管更光滑，冷凝放热系数高于铜管。根据多台机组的测试和计算，壁厚为0.7mm的不锈钢管的整体传热系数高于壁厚为1mm的铜管 2.124%左右；随着运行时间的增加，不锈钢管的整体传热系数下降缓慢，铜管的整体传热系数下降速度远大于不锈钢管。 同时，不锈钢管比铜管具有更好的耐腐蚀性、抗振性和耐磨性，使用寿命是铜管的三倍。从长远来看，使用不锈钢管来提高机组的经济性是显而易见的，但也提高了机组的安全性。 铜管虽然是好材料，但不是万能的。当适用材料有多种选择时，应耐心比较性能、寿命、价格等因素，选择最佳方案。只有这样，合格的工作才能以最低的成本完成。 ***生产不锈钢冷媒换热管，冷水机热泵管，雾森人造雾管，不锈钢盘管，不锈钢水管等，添加微信18929965023  免费寄样（备注：公司名称，联系人，电话地址，快递费我公司付！）***