銅業界の知識：銅管とステンレス鋼熱交換管の性能比較
ステンレス鋼熱交換管: 熱交換器のコンポーネントの 1 つであるステンレス鋼製の装置で、シリンダー内に配置され、2 つの媒体間の熱交換に使用されます。
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ステンレス鋼熱交換チューブには次のような利点があります。
1. 熱交換管は0.5-0.8mmの薄肉管を使用し、全体的な熱交換性能を向上させます。同じ熱交換面積では、全体の熱伝達率は銅管よりも2.121-8.408%高くなります。
2.材質はSUS304高品質ステンレス合金鋼なので、硬度が高く、管の鋼度が大幅に向上し、耐衝撃性と耐振動性が優れています。
3. 管の内壁が滑らかなので、境界層流底層の厚さが薄くなり、熱交換が強化されるだけでなく、スケール防止性能も向上します。溶接応力を除去するために、保護ガス中で1050度の高温で熱処理が行われます。??? 鋼管は差圧で漏れチェックされ、空気圧テストは最大10MPaで、5分間圧力低下はありません。
銅管：赤銅管とも呼ばれる銅管は、非鉄金属管の一種で、プレス加工と引き抜き加工が施された継ぎ目のない管です。銅管は強度と耐腐食性に優れているという特徴があり、現代の建設業者があらゆる住宅や商業施設に水道管、暖房および冷房管を設置する際に第一の選択肢となっています。銅管は最高の給水管です。
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銅管の利点:
1. 軽量で熱伝導性が良く、低温強度が高い。熱交換装置（コンデンサーなど）の製造によく使用されます。また、酸素製造装置の低温パイプラインの組み立てにも使用されます。直径の小さい銅管は、加圧液体の輸送（潤滑システム、油圧システムなど）や計器の圧力測定管としてよく使用されます。
2. 銅管は強度と耐腐食性に優れているという特徴があり、現代の建設業者があらゆる住宅や商業施設に水道管、暖房管、冷房管を設置する際に第一の選択肢となっています。
3. 銅管には多くの利点があります。一般的な金属と同様に強く、強度も高いです。同時に、一般的な金属よりも曲げやすく、ねじれにくく、割れにくく、折れにくく、一定の耐凍上性と耐衝撃性を備えています。そのため、銅製の水道管を建物の給水システムに設置すると、安全で信頼性の高い使用が可能になり、メンテナンスや保守も必要ありません。
銅管の短所：銅管に関して言えば、価格が高いことが最大の短所です。現在、最も高級な水道管です。通常は溶接技術で設置され、一生漏れません。銅管の接合部の接続は主に施工工程レベルに依存し、施工品質の要求は高いです。
以下では、銅管とステンレス鋼熱交換管の違いを以下の観点から説明します。
銅管とステンレス鋼熱交換管の性能比較は次のとおりです。
I. 銅管とステンレス鋼熱交換管の性能比較：熱伝導率
銅管の熱伝導率は100W/m度、ステンレス鋼管の熱伝導率は13W/m度であるため、これは当然全体の熱伝達係数に影響します。ただし、ステンレス鋼管の壁厚は0.5〜0.8mmまで薄くすることができますが、銅管の壁厚は強度と侵食摩耗のため1.2mm未満にすることはできません。
式によると：Rc= (1) ここで：Rc - 熱抵抗、m2k/w。λ - 熱伝導率、W/(mk)。
δ - パイプ壁の厚さ、m
配管材質が一定でλが変化しない場合、式（１）によればδが小さいほどRcが小さくなり、熱伝達係数は大きくなります。これにより、ステンレス鋼管と銅管の総合熱伝達係数の差を縮めることができます。
銅管の内壁と外壁はステンレス鋼よりも粗いため、スケールが発生しやすく、銅管の熱抵抗が増加し、銅管とステンレス鋼管の全体的な熱伝達係数の差が狭まります。
II. 銅とステンレス鋼の熱交換管の性能比較：対流熱放出
ステンレス鋼管や銅管を使用する場合、管内の流速は乱流になります。対流熱放出に影響を与える最大の要因は、層流底層の厚さです。層流底層の熱伝達は熱伝導であり、水の熱伝導率は非常に低いためです。同じ流動状態では、層流底層の厚さは管の内壁の粗さに依存します。銅管の内面には酸化物があり、その粗さはステンレス鋼管の粗さよりもはるかに大きいです。銅管の層流底層の厚さはステンレス鋼管よりも厚いです。これにより、ステンレス鋼管の対流熱放出係数は銅管よりも大きくなります。
Rw=(2)
ここで、Rw--対流熱放出熱抵抗、m2k/w。w--対流熱放出係数、w/m2.k。式（2）によれば、wが大きいほど、Rwは小さくなります。
III. 銅管とステンレス鋼熱交換管の性能比較：凝縮熱放出係数
凝縮熱放出係数には、膜凝縮とビーズ凝縮の2種類があります。ビーズ凝縮熱放出係数は、膜凝縮熱放出係数よりもはるかに大きいです。ただし、ステンレス鋼管と銅管の外壁のどちらにビーズ凝縮が多いかはまだ不明ですが、2つの管の外壁の大部分は膜凝縮であると言えます。膜凝縮の熱放出係数は、熱が膜内で伝導し、水膜の熱伝導率が特に低く、膜の厚さが管の外壁の粗さに依存するため、膜の厚さと密接に関係しています。銅管の外壁は、酸化物層のためにステンレス鋼管の外壁よりもはるかに粗くなっています。そのため、ステンレス鋼管の外壁の凝縮熱放出係数は、銅管の外壁の凝縮熱放出係数よりも大きくなります。
rm=(3)
ここで、Rm--凝縮熱放出、チューブ外壁の熱抵抗、m2k/wm--凝縮熱放出係数、w/m2.k。式（3）によれば、mが大きいほど、Rmは小さくなります。
IV. 銅管とステンレス鋼熱交換管の総合熱伝達係数の性能比較
K=(4)
ここで、R--総熱抵抗、m2k/w。K--総熱伝達係数、w/m2.k。
（4）から、対流抵抗、伝導抵抗、凝縮熱放出抵抗がすべて減少すると、総熱抵抗が減少することがわかります。総熱抵抗が減少すると、全体の熱伝達係数が増加することが分かります。
同じ壁厚の場合、ステンレス鋼管の総熱伝達率は銅管より6％低くなります。銅管より薄いステンレス鋼管を使用しているため、ステンレス鋼管の総熱伝達率と凝縮熱放出係数は銅管より大きく、ステンレス鋼管の総熱伝達率が向上します。
銅管とステンレス熱交換器管の伝熱性能比較表
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V. 銅管とステンレス鋼熱交換器管の長期経済性能比較
運転時間が長くなるにつれて、銅管の酸化層はどんどん厚くなり、熱伝達効果はどんどん悪くなります。しかし、ステンレス鋼は基本的に酸化しないか、酸化速度が非常に遅いです。そのため、ステンレス鋼管熱交換器と銅管熱交換器を同時に運転する場合、運転時間が長いほど、ステンレス鋼管熱交換器の経済性は銅管熱交換器よりも優れています。同時に、銅管はステンレス鋼管よりも冷却水中のゴミに対する吸着能力がはるかに強いため、設備の経済性が大幅に低下します。
第六に、銅管とステンレス鋼熱交換管の性能比較安全性能比較
銅管とステンレス鋼熱交換管の工学特性表
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上の表から、ステンレス鋼管の降伏強度と引張強度は銅管よりも高く、ステンレス鋼管の耐用年数は銅管よりも長く、熱膨張係数は銅管よりも低く、管板に近いことがわかります。そのため、熱膨張と収縮によって管が損傷したり、膨張に影響を与えたりすることは容易ではありません。
銅管とステンレス鋼熱交換管の耐食性表
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上記の表から、ステンレス鋼管は銅管に比べて以下の利点があることがわかります。耐侵食性が良好で、高速の水滴を伴う蒸気の衝撃腐食に耐えることができます。耐アンモニア性が良好で、水側の衝撃腐食に耐性があり、銅イオンフリーシステムを実現し、pH値を高めて腐食速度を低下させ、冷却水流量を2.3m/s、最大3.5m/sまで増加できるため、全体的な熱伝達係数が向上するだけでなく、管内の不純物の堆積も軽減されます。
