Bakır endüstrisi bilgisi: Bakır boruların ve paslanmaz çelik ısı eşanjör borularının performans karşılaştırması
Paslanmaz çelik ısı eşanjörü borusu: Isı değiştiricinin bileşenlerinden biri olan, silindirin içine yerleştirilen, iki ortam arasında ısı alışverişi yapmaya yarayan paslanmaz çelikten yapılmış cihazdır.
2
Paslanmaz çelik ısı eşanjör borularının aşağıdaki avantajları vardır:
1. Isı değişim borusu, genel ısı değişim performansını iyileştirmek için 0.5-0.8 mm ince duvarlı borular kullanır. Aynı ısı değişim alanı altında, genel ısı transfer katsayısı bakır borulardan %2.121-8.408 daha yüksektir.
2. Malzeme SUS304 yüksek kaliteli paslanmaz alaşımlı çelik olduğundan, daha yüksek bir sertliğe sahiptir ve borunun çelik derecesi önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Bu nedenle, güçlü darbe direncine ve titreşim direncine sahiptir.
3. Borunun iç duvarı pürüzsüz olduğundan, sınır tabakası akış alt tabakasının kalınlığı incelir, bu sadece ısı alışverişini güçlendirmekle kalmaz, aynı zamanda kireçlenme önleme performansını da iyileştirir. Kaynak stresini ortadan kaldırmak için, koruyucu bir gazda 1050 derecelik yüksek bir sıcaklıkta ısıl işlem gerçekleştirilir. ??? Çelik borular diferansiyel basınçla sızıntı açısından kontrol edilir ve hava basınç testi 5 dakika boyunca basınç düşüşü olmadan 10 MPa'ya kadardır.
Bakır boru: Kırmızı bakır boru olarak da bilinen, bir tür demir dışı metal boru, preslenmiş ve çekilmiş dikişsiz bir borudur. Bakır boru, güçlü ve korozyona dayanıklı olma özelliğine sahiptir ve tüm konut ticari evlere su boruları, ısıtma ve soğutma boruları takmak için modern müteahhitlerin ilk tercihi haline gelmiştir. Bakır boru, en iyi su temin borusudur.
1
Bakır borunun avantajları:
1. Hafif ağırlık, iyi ısı iletkenliği ve yüksek düşük sıcaklık dayanıklılığı. Genellikle ısı değişim ekipmanlarının (yoğuşturucular vb. gibi) üretiminde kullanılır. Ayrıca oksijen üretim ekipmanlarında düşük sıcaklık boru hatlarını birleştirmek için kullanılır. Küçük çaplı bakır borular genellikle basınçlı sıvıları (yağlama sistemleri, yağ basınç sistemleri vb. gibi) taşımak ve aletler için basınç ölçüm tüpleri olarak kullanılır.
2. Bakır borular, sağlam ve korozyona dayanıklı olma özelliklerine sahiptir ve modern müteahhitlerin tüm konut ve ticari binalarda su boruları, ısıtma ve soğutma boruları döşemek için ilk tercihi haline gelmiştir.
3. Bakır boruların birçok avantajı vardır: güçlüdürler ve genel metallerin yüksek mukavemetine sahiptirler; aynı zamanda, genel metallere göre bükülmeleri, bükülmeleri, çatlamaları ve kırılmaları daha kolaydır ve belirli bir donma önleyici kabarma ve darbe direncine sahiptirler. Bu nedenle, bakır su boruları binaların su temin sistemine döşendiğinde, kullanımı güvenli ve güvenilirdir ve hatta bakım ve onarım gerektirmezler.
Bakır boruların dezavantajları: Bakır borular söz konusu olduğunda, yüksek fiyatı en büyük dezavantajıdır. Şu anda en yüksek kaliteli su borusudur. Genellikle kaynak teknolojisiyle monte edilir ve ömür boyu sızdırmaz. Bakır boruların arayüzündeki bağlantı esas olarak inşaat süreci seviyesine bağlıdır ve inşaat kalite gereksinimleri yüksektir.
Aşağıda bakır borular ile paslanmaz çelik ısı eşanjör boruları arasındaki farklar aşağıdaki yönlerden açıklanacaktır
Bakır boruların ve paslanmaz çelik ısı eşanjör borularının performans karşılaştırması aşağıdaki gibidir:
I. Bakır boruların ve paslanmaz çelik ısı eşanjör borularının performans karşılaştırması: ısıl iletkenlik
Bakır boruların ısı iletkenliği 100W/m derece ve paslanmaz çelik boruların ısı iletkenliği 13W/m derece olduğundan, bu elbette genel ısı transfer katsayısını etkileyecektir. Ancak, paslanmaz çelik boruların duvar kalınlığı 0,5~0,8 mm'ye düşürülebilirken, bakır boruların duvar kalınlığı mukavemet ve erozyon aşınması nedeniyle 1,2 mm'den az olamaz.
Formüle göre: Rc= (1) Burada: Rc - ısıl direnç, m2k/w. λ - ısıl iletkenlik, W/(mk).
δ - boru duvar kalınlığı, m
Boru malzemesi sabit ve λ değişmediğinde, formül (1)'e göre, δ ne kadar küçükse, Rc o kadar küçük ve ısı transfer katsayısı o kadar büyük olur. Bu, paslanmaz çelik borular ile bakır boruların genel ısı transfer katsayıları arasındaki boşluğu daraltabilir.
Bakır boruların iç ve dış cidarları paslanmaz çelik borulardan daha pürüzlü olduğundan kireçlenmeye daha yatkındırlar, bu da bakır boruların ısıl direncini artırır, bu da bakır borular ile paslanmaz çelik boruların genel ısı transfer katsayıları arasındaki farkı daraltır.
II. Bakır ve paslanmaz çelik ısı değişim borularının performans karşılaştırması: konveksiyon ısı salınımı
Paslanmaz çelik borular veya bakır borular kullanıldığında, borudaki akış hızı türbülanslıdır. Konvektif ısı salınımını etkileyen en büyük faktör laminer alt tabakanın kalınlığıdır, çünkü laminer alt tabakadaki ısı transferi ısı iletimidir ve suyun ısıl iletkenliği çok düşüktür. Aynı akış durumunda, laminer alt tabakanın kalınlığı borunun iç duvarının pürüzlülüğüne bağlıdır. Bakır borunun iç yüzeyinde oksitler vardır ve pürüzlülüğü paslanmaz çelik borununkinden çok daha fazladır. Bakır borunun laminer alt tabakasının kalınlığı paslanmaz çelik borununkinden daha fazladır. Bu, paslanmaz çelik borunun konvektif ısı salınım katsayısını bakır borununkinden daha büyük yapar.
Rw=(2)
Nerede: Rw--Konvektif ısı salınımı termal direnci, m2k/w. w--Konvektif ısı salınımı katsayısı, w/m2.k. ?Formül (2)'ye göre, w ne kadar büyükse, Rw o kadar küçüktür.
III. Bakır boru ve paslanmaz çelik ısı değişim borusunun performans karşılaştırması: yoğuşma ısı salınım katsayısı
İki tip yoğuşma ısı yayılım katsayısı vardır: film yoğuşması ve boncuk yoğuşması. Boncuk yoğuşma ısı yayılım katsayısı, film yoğuşması ısı yayılım katsayısından çok daha büyüktür. Bununla birlikte, paslanmaz çelik borunun veya bakır borunun dış duvarının daha fazla boncuk yoğuşmasına sahip olup olmadığı hala belirsizdir, ancak iki borunun dış duvarlarının çoğunun film yoğuşması olduğu söylenebilir. Film yoğuşmasının ısı yayılım katsayısı, filmin kalınlığıyla yakından ilgilidir, çünkü ısı filmin içinde iletilir, su filminin ısıl iletkenliği özellikle düşüktür ve filmin kalınlığı, borunun dış duvarının pürüzlülüğüne bağlıdır. Bakır borunun dış duvarı, oksit tabakası nedeniyle paslanmaz çelik borununkinden çok daha pürüzlüdür. Bu nedenle, paslanmaz çelik borunun dış duvarının yoğuşma ısı yayılım katsayısı, bakır borunun dış duvarınınkinden daha büyüktür.
Oda=(3)
Burada: Rm--yoğuşma ısısı salınımı borunun dış duvarının ısıl direnci, m2k/wm--yoğuşma ısısı salınımı borunun dış duvarının katsayısı, w/m2.k. Formül (3)'e göre, m ne kadar büyükse, Rm o kadar küçüktür.
IV. Bakır boru ve paslanmaz çelik ısı değişim borusunun genel ısı transfer katsayısı performans karşılaştırması
K=(4)
Burada: R--toplam ısıl direnç, m2k/w. K--genel ısı transfer katsayısı, w/m2.k.
(4)'ten şunu öğrenebiliriz: eğer konveksiyon direnci, iletim direnci ve yoğuşma ısı yayılım direncinin hepsi azaltılırsa, toplam ısı direnci azalacaktır: eğer toplam ısı direnci azaltılırsa, genel ısı transfer katsayısı artacaktır.
Aynı duvar kalınlığı altında, paslanmaz çelik borunun genel ısı transfer katsayısı bakır borudan %6 daha düşüktür. Bakır borulardan daha ince paslanmaz çelik boruların kullanılması nedeniyle, paslanmaz çelik borunun genel ısı transfer katsayısı ve yoğuşma ısı salınım katsayısı bakır borudan daha büyüktür, bu da paslanmaz çelik borunun genel ısı transfer katsayısını iyileştirir.
Bakır borular ve paslanmaz çelik ısı eşanjörü borularının ısı transfer performansı karşılaştırma tablosu
3
V. Bakır borular ve paslanmaz çelik ısı eşanjörü borularının uzun vadeli ekonomik performans karşılaştırması
Çalışma süresinin artmasıyla bakır borunun oksit tabakası giderek kalınlaşacak ve ısı transfer etkisi giderek kötüleşecektir. Ancak paslanmaz çelik temelde oksitlenmeyecektir veya oksitlenme hızı çok yavaş olacaktır. Bu nedenle, paslanmaz çelik borulu ısı eşanjörü ve bakır borulu ısı eşanjörü aynı anda çalıştırılırsa, çalışma süresi ne kadar uzun olursa paslanmaz çelik borulu ısı eşanjörünün ekonomisi bakır borulu ısı eşanjöründen o kadar iyi olacaktır. Aynı zamanda, bakır borunun soğutma suyundaki döküntüler için paslanmaz çelik borudan çok daha güçlü bir adsorpsiyon kapasitesi vardır, bu da ekipmanın ekonomik verimliliğini büyük ölçüde azaltır.
Altıncı, bakır boru ve paslanmaz çelik ısı eşanjör borusunun güvenlik performans karşılaştırması performans karşılaştırması
Bakır boru ve paslanmaz çelik ısı değişim borusunun mühendislik özellikleri tablosu
4
Yukarıdaki tablodan görülebileceği gibi: paslanmaz çelik borunun akma dayanımı ve çekme dayanımı bakır borudan daha yüksektir, paslanmaz çelik borunun kullanım ömrü bakır borudan daha uzun olmalıdır, termal genleşme katsayısı bakır borudan daha düşüktür ve boru sacına daha yakındır. Bu nedenle, termal genleşme ve büzülme nedeniyle boruya zarar vermek veya genleşmeyi etkilemek kolay değildir.
Bakır boruların ve paslanmaz çelik ısı eşanjör borularının korozyon direnç tablosu
5
Yukarıdaki tablodan, paslanmaz çelik boruların bakır borulara göre aşağıdaki avantajlara sahip olduğunu görebiliriz: iyi erozyon direnci, yüksek hızdaki su damlacıklarıyla buharın darbe korozyonuna dayanabilir; iyi amonyak korozyon direnci: su tarafı darbe korozyonuna dayanıklıdır, bakır iyon içermeyen sistemi gerçekleştirir ve korozyon oranını azaltmak için pH değeri artırılabilir ve soğutma suyu akış hızı 2,3 m/s'ye, 3,5 m/s'ye kadar artırılabilir, bu sadece genel ısı transfer katsayısını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda borudaki kirliliklerin birikimini de azaltır.
