구리 산업 지식: 구리 튜브와 스테인리스 열교환 튜브의 성능 비교
스테인리스 스틸 열교환 튜브: 열교환기의 구성 요소 중 하나인 스테인리스 스틸로 만든 장치로, 실린더 내부에 배치되어 두 매체 간의 열교환에 사용됩니다.
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스테인리스 스틸 열교환 튜브는 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 열교환관은 0.5-0.8mm의 얇은 벽의 관을 사용하여 전체 열교환 성능을 향상시켰습니다. 동일한 열교환 면적에서 전체 열전달 계수는 구리관보다 2.121-8.408% 더 높습니다.
2. 소재가 SUS304 고품질 스테인리스 합금강이기 때문에 경도가 높고 튜브의 강철도가 크게 향상되어 충격 저항성과 진동 저항성이 강합니다.
3. 튜브의 내벽이 매끄럽기 때문에 경계층 유동 바닥층의 두께가 얇아져 열교환이 강화될 뿐만 아니라 스케일 방지 성능도 향상됩니다. 용접 응력을 제거하기 위해 보호 가스에서 1050도의 고온에서 열처리를 수행합니다. ??? 강관은 차압으로 누출 검사를 실시하고 공기압 시험은 최대 10MPa이며 5분간 압력 강하가 없습니다.
구리관: 붉은 구리관으로도 알려진 비철 금속관의 일종으로, 압착 및 인발된 이음매 없는 관입니다. 구리관은 강하고 내식성이 있는 특성을 가지고 있으며, 모든 주거 및 상업용 주택에 수도관, 난방 및 냉방관을 설치하는 현대 계약자의 첫 번째 선택이 되었습니다. 구리관은 최고의 급수관입니다.
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구리관의 장점:
1. 가볍고 열전도성이 좋으며 저온 강도가 높습니다. 일반적으로 열교환 장비(콘덴서 등) 제조에 사용됩니다. 또한 산소 생산 장비의 저온 파이프라인을 조립하는 데 사용됩니다. 직경이 작은 구리 튜브는 종종 가압 액체(윤활 시스템, 오일 압력 시스템 등)를 운반하는 데 사용되며 계측기의 압력 측정 튜브로 사용됩니다.
2. 구리관은 견고하고 부식에 강한 특성을 가지고 있어 현대 건설업체가 모든 주거 및 상업용 주택에 수도관, 난방 및 냉방관을 설치하는 데 첫 번째 선택이 되었습니다.
3. 구리 파이프는 많은 장점이 있습니다: 강하고 일반 금속의 강도가 높습니다. 동시에 일반 금속보다 굽힘, 비틀림, 균열 및 파손이 쉽고 일정한 서리 방지 및 충격 저항성이 있습니다. 따라서 구리 수도 파이프를 건물의 급수 시스템에 설치하면 안전하고 신뢰할 수 있으며 유지 관리 및 유지 보수가 필요하지 않습니다.
구리 파이프의 단점: 구리 파이프에 관한 한, 높은 가격이 가장 큰 단점입니다. 현재 가장 고급 수도관입니다. 일반적으로 용접 기술로 설치되며 평생 누수가 없습니다. 구리 파이프의 인터페이스 연결은 주로 시공 공정 수준에 따라 달라지며 시공 품질 요구 사항이 높습니다.
이하에서는 구리관과 스테인리스 열교환관의 차이점을 다음과 같은 측면에서 설명하겠습니다.
구리 파이프와 스테인리스 열교환 튜브의 성능 비교는 다음과 같습니다.
I. 구리관과 스테인리스 열교환관의 성능비교 : 열전도도
구리 파이프의 열전도도는 100W/m도이고 스테인리스 파이프의 열전도도는 13W/m도이므로 이는 물론 전체 열전달 계수에 영향을 미칩니다. 그러나 스테인리스 파이프의 벽 두께는 0.5~0.8mm로 줄일 수 있는 반면 구리 파이프의 벽 두께는 강도와 침식 마모로 인해 1.2mm보다 작을 수 없습니다.
공식에 따르면: Rc= (1) 여기서: Rc - 열 저항, m2k/w. λ - 열 전도도, W/(mk).
δ - 파이프 벽 두께, m
파이프 재질이 일정하고 λ가 변하지 않을 경우, 공식(1)에 따르면 δ가 작을수록 Rc가 작아지고 열전달 계수가 커집니다. 이를 통해 스테인리스 강관과 구리 파이프의 전체 열전달 계수 간의 격차를 좁힐 수 있습니다.
구리 파이프의 내벽과 외벽은 스테인리스 스틸보다 거칠기 때문에 스케일이 생기기 쉽고, 이로 인해 구리 파이프의 열 저항이 증가하고, 이로 인해 구리 파이프와 스테인리스 스틸 파이프의 전체 열전달 계수 간의 차이가 좁아집니다.
II. 구리와 스테인리스 열교환관의 성능비교: 대류열방출
스테인리스 강관이나 구리관을 사용할 때, 관내의 유속은 난류입니다. 대류 열방출에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 층류 바닥층의 두께입니다. 층류 바닥층의 열전달은 열전도이고 물의 열전도도는 매우 낮기 때문입니다. 동일한 흐름 상태에서, 층류 바닥층의 두께는 관 내벽의 거칠기에 따라 달라집니다. 구리관의 내부 표면에는 산화물이 있으며, 거칠기는 스테인리스 강관보다 훨씬 큽니다. 구리관의 층류 바닥층의 두께는 스테인리스 강관의 두께보다 큽니다. 이로 인해 스테인리스 강관의 대류 열방출 계수가 구리관보다 커집니다.
=(2)
여기서: Rw--대류 열 방출 열 저항, m2k/w. w--대류 열 방출 계수, w/m2.k. ?공식 (2)에 따르면 w가 클수록 Rw는 작아집니다.
III. 구리관과 스테인리스 열교환관의 성능비교: 응축열방출계수
응축 열 방출 계수에는 필름 응축과 비드 응축의 두 가지 유형이 있습니다. 비드 응축 열 방출 계수는 필름 응축 열 방출 계수보다 훨씬 큽니다. 그러나 스테인리스 스틸 튜브 또는 구리 튜브의 외벽이 비드 응축이 더 많은지는 아직 불분명하지만 두 튜브의 외벽 대부분이 필름 응축이라고 할 수 있습니다. 필름 응축의 열 방출 계수는 필름의 두께와 밀접한 관련이 있습니다. 열이 필름 내부에서 전도되고 수막의 열전도도가 특히 낮고 필름의 두께는 튜브 외벽의 거칠기에 따라 달라지기 때문입니다. 구리 튜브의 외벽은 산화물 층으로 인해 스테인리스 스틸 튜브보다 훨씬 거칠습니다. 따라서 스테인리스 스틸 튜브 외벽의 응축 열 방출 계수는 구리 튜브 외벽의 응축 열 방출 계수보다 큽니다.
방=(3)
여기서: Rm-- 튜브 외벽의 응축 열 방출 열 저항, m2k/wm-- 튜브 외벽의 응축 열 방출 계수, w/m2.k. 공식(3)에 따르면 m이 클수록 Rm은 작아집니다.
IV. 구리관과 스테인리스 열교환관의 성능 비교의 전체 열전달 계수
K=(4)
여기서: R--전체 열 저항, m2k/w. K--전체 열전달 계수, w/m2.k.
(4)로부터 우리는 다음을 알 수 있다. 대류 저항, 전도 저항, 응축 열 방출 저항이 모두 감소하면 총 열 저항이 감소하고, 총 열 저항이 감소하면 전체 열전달 계수가 증가한다.
동일한 벽 두께에서 스테인리스 강관의 전체 열전달 계수는 구리 강관보다 6% 낮습니다. 구리 강관보다 얇은 스테인리스 강관을 사용하기 때문에 스테인리스 강관의 전체 열전달 계수와 응축 열 방출 계수가 구리 강관보다 커서 스테인리스 강관의 전체 열전달 계수가 향상됩니다.
구리파이프와 스테인리스 열교환기 파이프의 열전달 성능 비교표
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V. 구리관과 스테인리스 열교환관의 장기 경제성 비교
작동 시간이 증가함에 따라 구리 파이프의 산화층은 점점 더 두꺼워지고 열전달 효과는 점점 더 나빠집니다. 그러나 스테인리스 스틸은 기본적으로 산화되지 않거나 산화 속도가 매우 느립니다. 따라서 스테인리스 스틸 파이프 열교환기와 구리 파이프 열교환기를 동시에 작동시키면 작동 시간이 길어질수록 스테인리스 스틸 파이프 열교환기의 경제성이 구리 파이프 열교환기보다 좋아집니다. 동시에 구리 튜브는 스테인리스 스틸 튜브보다 냉각수에 있는 이물질에 대한 흡착 용량이 훨씬 강하여 장비의 경제성이 크게 떨어집니다.
여섯째, 동관과 스테인리스 열교환관의 성능비교 안전성능비교
구리관 및 스테인리스 열교환관의 공학적 특성표
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위의 표에서 볼 수 있듯이 스테인리스 강관의 항복 강도와 인장 강도는 구리 관보다 높고, 스테인리스 강관의 수명은 구리 관보다 길어야 하며, 열 팽창 계수는 구리 관보다 낮고, 관 시트에 더 가깝습니다. 따라서 열 팽창 및 수축으로 인해 관이 손상되거나 팽창에 영향을 미치기 쉽지 않습니다.
구리관 및 스테인리스 열교환관의 내식성 표
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위 표에서 스테인리스 스틸 튜브는 구리 튜브에 비해 다음과 같은 장점이 있음을 알 수 있습니다. 우수한 내식성으로 고속에서 물방울이 포함된 증기의 충격 부식을 견딜 수 있습니다. 우수한 암모니아 내식성으로 수중 충격 부식에 강하고 구리 이온이 없는 시스템을 실현하며 pH 값을 높여 부식 속도를 줄일 수 있으며 냉각수 유량을 2.3m/s, 최대 3.5m/s까지 늘릴 수 있어 전체 열전달 계수를 향상시킬 뿐만 아니라 튜브 내 불순물 침전도 줄일 수 있습니다.
