從熱回收到空氣盤管，再到制冷再到發(fā)電廠，選擇合適的熱交換器材料是關鍵-特別是考慮到熱質量，釬焊時的抗流掛性和耐腐蝕性。

您是否知道自然界中最佳的熱交換實例就像鼻子上的鼻子一樣明顯？嗯，從技術上講，這是鼻子上的變暖吸入空氣和冷卻呼出空氣。但是換熱器的設計不僅僅取決于對生物學的直覺理解。

它需要仔細考慮操作環(huán)境，應用以及至關重要的是所用材料的性能。

幸運的是，一旦您評估了環(huán)境和應用，選擇材料就變得更加容易。如果熱交換器將在室外運行，或在具有腐蝕性介質的加工廠中運行，則必須具有較高的耐腐蝕性。

殼管式熱交換器如何工作？

同樣，設計工程師必須考慮將通過交換器攜帶的流體，并相應地指定材料。

例如，對于至關重要的是，在藥物加工應用中，物質在通過標準殼管式熱交換器時必須保持純凈。在這種環(huán)境下，管子必須由惰性材料制成，甚至可能是非金屬的非常規(guī)材料，例如玻璃。

通常，用于熱交換器的兩種最常用的材料是鋁和銅。兩種金屬均具有最佳的熱性能和耐腐蝕性，使其成為理想的選擇，其中大多數(shù)差異是針對特定應用的。

熱交換器用銅

普通純銅在20攝氏度下的典型熱導率為386.00 W /（m·K）。這使得銅成為導熱性最高的普通金屬，再加上相對較低的比熱（約0.385 J /（g·°C），鞏固了其在熱交換器中的普及性。

這些特性確實帶來了價格的略微上漲。大多數(shù)設計工程師和產(chǎn)品設計師認為這是銅和銅之間最大的決定因素之一。鋁 對于較小的項目。

但是，使用銅時需要考慮一些實際的考慮因素。例如，材料的密度可能意味著它不適用于需要輕型熱交換器的某些應用。

熱交換器用銅管。

此外，銅的柔韌性比鋁低，因此很難形成某些形狀。因此，設計工程師從事板翅 熱交換器是一種使用板和翅片室在流體之間傳遞熱量的熱交換器，可能會發(fā)現(xiàn) 鋁 更適合鰭。

另外，重要的是銅管的焊接應采用釬焊而不是釬焊，因為眾所周知，后者會在接頭處形成物質堆積。這意味著設計工程師還應提供具有良好抗流掛性的銅，以減少釬焊過程中的變形。

SWEP釬焊板式熱交換器（BPHE）是將熱量從一種介質傳遞到另一種介質的最有效方法之一。

銅還有一些長期的腐蝕考慮。隨著材料的老化，它會形成銅綠-隨時間推移而氧化形成的古銅色薄層，使材料呈綠色。

正是這種化學反應使自由女神像變成了今天的標志性綠色。該過程通常需要15年或更長時間，具體取決于材料的維護方式及其環(huán)境。

當然，我們無法保證換熱器的外部顏色會像自由女神像的銅綠一樣受到人們的歡迎，因此產(chǎn)品設計師可能會選擇銅的替代品來體現(xiàn)不同的美感。在任何情況下，古銅色都是絕緣的，并可能導致其堆積時導熱系數(shù)降低。

盡管有這些因素，但是銅的導熱性可以通過其有效的熱傳遞來補償維護方面的考慮。在某些情況下，銅的較高的導熱系數(shù)意味著銅管可以像兩個鋁管一樣有效地傳導熱量。

熱交換器用鋁

對于需要較輕，熱效率高的材料或需要更緊湊的設計預算的設計工程師，鋁是主要候選人。

對于純鋁而言，其導熱系數(shù)為237 W /（m·K），對于大多數(shù)合金而言，其導熱系數(shù)約為?160 W /（m·K），因此，鋁是第三大導熱材料，并且可以說是最具成本效益的材料。鋁還提供0.44 J /（g·°C）的比熱，使其散發(fā)熱量的效率幾乎與銅一樣。

鋁還比銅輕得多，更柔軟，解決了工程師在使用銅時可能遇到的許多實際問題。它具有更大的延展性，因此設計用于燃氣爐的板翅式交換器的工程師會發(fā)現(xiàn)，它更適合復雜的翅片。

在熱交換機器和泵浦的金屬板材在食品工業(yè)工廠。

然而， 鋁銅的抗流掛性通常比銅低，使其在釬焊過程中以及反復加熱循環(huán)后更容易變形。

幸運的是，可以通過選擇指定一個 鋁 經(jīng)過專門配制的合金，可以使金屬的性能更接近銅，而不會明顯增加 價錢。

例如，該合金用鋅和錳等元素強化，使釬焊后的抗拉強度更高。這種金屬在加工過程中會形成大晶粒，從而改善了其下垂性能。

就熱交換器的適用性而言，鋁和銅的特性非常匹配，關鍵的決定因素最終是應用程序的實際需求。