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在能源轉(zhuǎn)化和利用的過程中,換熱器是最基本的設(shè)備之一,具有廣泛的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的傳熱性能,換熱器大都使用具有較高的熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))的金屬材料制作。金屬材料易腐蝕,腐蝕導(dǎo)致設(shè)備性能惡化甚至失效,造成很大的損失。

塑料等高分子材料具有良好的耐腐蝕性能,如用作換熱器器材,除了突出的耐腐蝕能力外,還具有表面光滑不吸附污垢、抗污塞性能好的優(yōu)點(diǎn)。但其主要缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性能較差。目前已有的塑料換熱器的主要形式為管殼式、浸液式以及板式換熱器,這些換熱器主要用于液體與液體之間的換熱,利用塑料材料可制成體表比較大的產(chǎn)品,來彌補(bǔ)塑料熱導(dǎo)率低的缺點(diǎn)。

肋片管換熱器是空氣冷卻領(lǐng)域最常用的換熱器形式金屬材料的肋片管換熱器存在積灰、腐蝕等問題,利用塑料材料可以有效解決這些問題。但是,肋片管換熱器空氣側(cè)傳熱系數(shù)較低、熱阻較大, 如果加上由于換熱器材料熱導(dǎo)率低引起的熱阻,換熱器的性能會很差,這正是很少有人研究和使用塑料換熱器的原因。

上世紀(jì)80年代末,楊杰輝[研究了塑料肋片管換熱器的性能,優(yōu)化了幾何尺寸并作了經(jīng)濟(jì)性分析。當(dāng)時(shí)導(dǎo)熱塑料的熱導(dǎo)率多為2~3 W/(m·K),如今改性塑料的熱導(dǎo)率已經(jīng)可以達(dá)到20 W/(m·K)[。 本工作分析對比了銅、不銹鋼和高導(dǎo)熱塑料的肋片管換熱器的性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱導(dǎo)率到達(dá)一定數(shù)值之后, 其對換熱性能的影響較小?？紤]到塑料材料優(yōu)良的防腐抗垢性能,高導(dǎo)熱塑料制作的換熱器在防腐蝕工程應(yīng)用中具有較好的前景。