Сравнението на производителността на медни тръби и топлообменни тръби от неръждаема стомана е както следва:
1. Сравнение на производителността на медни тръби и топлообменни тръби от неръждаема стомана: топлопроводимост
Тъй като топлопроводимостта на медните тръби е 100W/m градуса, а тази на тръбите от неръждаема стомана е 13W/m градуса, това разбира се ще повлияе на общия коефициент на топлопреминаване. Дебелината на стената на тръбите от неръждаема стомана обаче може да бъде намалена до 0,5~0,8 mm, докато дебелината на стената на медните тръби не може да бъде по-малка от 1,2 mm поради здравина, ерозия и износване.
По формулата: Rc=(1)Където: Rc--топлинно съпротивление, m2k/w. λ--топлопроводимост, W/(mk).
δ--дебелина на стената на тръбата, m
Когато материалът на тръбата е постоянен и λ не се променя, съгласно формула (1), колкото по-малък е δ, толкова по-малък е Rc и по-голям е коефициентът на топлопреминаване. Това може да намали разликата в общия коефициент на топлопреминаване между тръбите от неръждаема стомана и медните тръби.
Тъй като вътрешните и външните стени на медните тръби са по-груби от неръждаемата стомана, те са склонни към образуване на котлен камък, което увеличава термичното съпротивление на медните тръби, което от своя страна стеснява разликата между общите коефициенти на топлопреминаване на медните тръби и тръбите от неръждаема стомана.
II. Сравнение на производителността на медни тръби и топлообменни тръби от неръждаема стомана: отделяне на топлина чрез конвекция
Когато използвате тръби от неръждаема стомана или медни тръби, скоростта на потока в тръбата е турбулентна. Най-големият фактор, влияещ върху отделянето на топлина при конвекция, е дебелината на ламинарния долен слой, тъй като преносът на топлина в ламинарния долен слой е топлопроводимост, а топлопроводимостта на водата е много ниска. При същото състояние на потока дебелината на ламинарния долен слой зависи от грапавостта на вътрешната стена на тръбата. На вътрешната повърхност на медната тръба има оксид и неговата грапавост е много по-голяма от тази на тръбата от неръждаема стомана. Дебелината на ламинарния долен слой на медната тръба е по-голяма от тази на ламинарния долен слой на тръбата от неръждаема стомана. Това прави коефициента на отделяне на топлина при конвекция на тръбата от неръждаема стомана по-голям от този на медната тръба.
Rw=(2)
Където: Rw--топлинно съпротивление при конвекция, отделяне на топлина, m2k/w. w--коефициент на топлоотдаване на конвекция, w/m2.k. ?Съгласно формула (2), колкото по-голямо е w, толкова по-малко е Rw.
III. Сравнение на производителността на медна тръба и топлообменна тръба от неръждаема стомана: коефициент на отделяне на топлина при кондензация
Има два вида коефициенти на кондензационно топлоотдаване: филмова кондензация и кондензация на перли. Коефициентът на отделяне на топлина при кондензация на перлите е много по-голям от коефициента на отделяне на топлина при кондензация на филма. Не е ясно обаче дали външната стена на тръбата от неръждаема стомана или медната тръба има повече кондензация на перли, но може да се каже, че повечето от външните стени на двете тръби са кондензация на филм. Коефициентът на топлоотделяне на кондензацията на филма е тясно свързан с дебелината на филма, тъй като вътрешността на филма е топлопроводимост, топлопроводимостта на водния филм е особено ниска и дебелината на филма зависи от грапавостта на външната стена на тръбата. Външната стена на медната тръба е много по-груба от тази на тръбата от неръждаема стомана поради оксидния слой. Следователно коефициентът на кондензационно топлоотдаване на външната стена на тръбата от неръждаема стомана е по-голям от този на външната стена на медната тръба.
Rm=(3)
Където: Rm--топлинно съпротивление на кондензационно топлоотдаване на външната стена на тръбата, m2k/wm--коефициент на кондензационно топлоотдаване на външната стена на тръбата, w/m2.k. Съгласно формула (3), колкото по-голямо е m, толкова по-малко е Rm.
IV. Сравнение на общия коефициент на топлопреминаване между медна тръба и топлообменна тръба от неръждаема стомана
K=(4)
Където: R--общо термично съпротивление, m2k/w. K--общ коефициент на топлопреминаване, w/m2.k.
От (4) може да се види, че: ако конвекционното термично съпротивление, съпротивлението на топлопроводимост и топлинното съпротивление на кондензационното отделяне на топлина са намалени, общото топлинно съпротивление ще бъде намалено: ако общото топлинно съпротивление е намалено, общият пренос на топлина коефициентът ще се увеличи.
При същата дебелина на стената общият коефициент на топлопреминаване на тръбата от неръждаема стомана е с 6% по-нисък от този на медната тръба. Поради използването на тръби от неръждаема стомана, които са по-тънки от медните тръби, общият коефициент на топлопреминаване и коефициентът на кондензационно топлоотдаване на тръбите от неръждаема стомана са по-големи от тези на медните тръби, което подобрява общия коефициент на топлопреминаване на тръбите от неръждаема стомана.
