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空分设备中的低温换热器为什么多采用铝材或铜材?
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答:从传热的角度来看,通过管壁(或板壁)导热能力的强弱会影响到换热器的传热量。材料的导热能力用热导率入表示,它是指当壁厚为1m,温差为1℃时,在单位时间(s)通过单位面积(m2)传过的热量的大小(J),单位为w/(m·℃)。因此,热导率越大,说明导热能力越强。不同物质的热导率不同,就同一物质而言,它还和它的结构、密度、湿度、温度以及压力等许多因素有关,表27列出了一些常用材料的热导率的大致数值。由表可见,铜的热导率约为钢的8倍;铝的热导率约为钢的4倍多。在换热器内,对于一定的热负荷来说,就可以减少所需的传热面积,因此多采用热导率高的铜材或铝材。
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表27一些常用材料的热导率
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名称 |
热导率x/w(m-1·℃-1) |
名称 |
热导率X/W(m-1·℃-1) |
铜 |
384 |
矿渣棉 |
0.041~0.047 |
铝 |
204 |
玻璃棉 |
0.037 |
钢 |
47 |
珠光砂(珍珠岩) |
0.035~0.058 |
不锈钢 |
29 |
碳酸镁 |
0.026~0.038 |
木材 |
0.116 |
水 |
0.58 |
红砖 |
0.23~0.58 |
空气 |
0.023 |
水垢 |
1~2 |
冰 |
2.21 |
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此外,空分设备中的大部分换热器都在低温下工作,一般的钢材在低温下会产生脆性,而铜和铝仍能保持良好的机械性能,这也是为什么多数空分中的换热器采用铝材或铜材的原因之一。从价格来说,铝及其合金比铜便宜,所以在大型空分设备中的换热器又以铝材为主。
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