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热管换热器策画书

日期:2019-11-02 09:01 来源: 换热器

  热管换热器计算书_物理_自然科学_专业资料。. 热管换热器设计计算 1 确定换热器工作参数 1.1 确定烟气进出口温度 t1,t2,烟气流量 V,空气出口温度 ,饱和蒸汽压力 pc.对于热管式换热器,t1 范围一般在 250 ? C ~ 6

  . 热管换热器设计计算 1 确定换热器工作参数 1.1 确定烟气进出口温度 t1,t2,烟气流量 V,空气出口温度 ,饱和蒸汽压力 pc.对于热管式换热器,t1 范围一般在 250 ? C ~ 600 ? C 之间,对于普通水碳钢热管的工作温度应控制在 300 ? C 以下.t2 的选定要避免烟气结露形成 灰堵及低温腐蚀,一般不低于 180 ? C .空气入口温度 .所选取的各参数值 如下: 烟 气 流 量 饱和蒸汽 空气出口 空气入口 排烟入口 排烟出口 V 压力 pc 40000m2/h 0.2MPa 温度 温度 温度 t1 120°C 20°C 420°C 温度 t2 200°C 2 确定换热器结构参数 2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度: = = 在工程上计算时,热管的工作温度一般由烟气温度与 4 倍冷却介质温度的和的 平均值所得出: 烟气入口处: 烟气出口处: 选取钢-水重力热管,其工作介质为水,工作温度为 30 C ~ 250 C ,满足要求, 其相容壳体材料:铜、碳钢(内壁经化学处理)。 . . 2.2 确定热管尺寸 对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径 根据参考文献《热管技能技术》,音速限功率参考范围,取 QC ? 4kW ,在 启动时 因此 由携带极限确定所要求的管径 根据参考文献《热管技能技术》,携带限功率参考范围,取 Qent ? 4 kw 管内工作温度 时 ? ? 431.0?10?4 N / m 因此 考虑到安全因素,最后选定热管的内径为 管壳厚度计算由式 di ? 22mm S ? PVdi 200[? ] 式中, PV 按水钢热管的许用压力 28.5kg / mm2 选取,由对应的许用 230 ? C 来选 取管壳最大应力? MAX ? 14kg/mm2 ,而 [? ] ? 1 4 ? MAX ? 3.5kg / mm2 . . 故 S ? 28.5? 0.022 ? 0.896mm 200? 3.5 考虑安全因素,取 S ?1.5mm ,管壳外径: df ? di ? 2S ? 22 ? 2 ?1.5 ? 25mm . 通常热管外径为 25 ~ 38mm 时,翅片高度选10 ~ 17mm (一般为热管外径的一 半),厚度选在 0.3 ~ 1.2mm 为宜,应保证翅片效率在 0.8 以上为好.翅片间距对 干净气流取 2.5 ~ 4mm;积灰严重时取 6 ~12mm ,并配装吹灰装置.综上所述, 热管参数如下: 光管内径 光管外径 翅片外径 翅片高度 翅片厚度 翅片间距 肋化系数 di /mm do /mm d f /mm l f /mm ? f /mm S f /mm ? 22 25 50 12.5 1 4 8.7 翅片节距: S f ? Sf ??f ? 4 ?1 ? 5mm 每米热管长的翅片数: nf ? 1000 S f ? 1000 5 ? 200 / m 肋化系数的计算: 每米长翅片热管翅片表面积 Af ? [2 ? ? 4 ? (d 2 f ? do2 ) ? ? ? d f ?? f ]?nf ?1 每米长翅片热管翅片之间光管面积 Ar ? ? ? do ? (1? nf ?? f ) 每米长翅片热管光管外表面积 Ao ? ? ? do 肋化系数: ? ? Af ? Ar ? [2 ? ? 4 ? (d 2 f ? do2 ) ? ? ? d f ?? f ]?nf ?1? ? ? do ? (1? nf ?? f ) Ao ? ?do ? [0.5? (0.052 ? 0.0252 ) ? 0.05? 0.001]? 200 ? 0.025? (1? 0.2) ? 8.7 0.025 . . 2.3 确定换热器结构 将热管按正三角形错列的方式排列,管子中心距 取 。 3 热力计算 3.1 确定换热器中热管的热侧和冷侧的管长 ,以及迎风面管数 B 1)确定烟气标准速度 v,一般取 2.5~5m/s,假设 v=4m/s,可得出烟气迎风面 的面积 2)确定迎风面宽度 E,取 E=1.8m,热管的热侧管长 ,适当 取 ,并且 , 3)求出迎风面的管数 B, 因此实际的迎风面的宽度 。 ,B 为整数,应取 B=26, ,同时实际的迎风面面积 ,实际的速度是 。 3.2 确定传热系数 1)烟气定性温度: ,从而确定烟气的物性 参数: 310 0.608 1.125 2)确定烟气侧管束的最小流通截面积 4.93 28.6 0.65 求烟气侧的最大质量流速 求烟气侧流体雷诺数 =3785 通过 Briggs 公式,求的烟气侧流体的对流换热系数 . . 3) 假定热管管壁温度 4) 由 可以在查出热管侧的管材导热系数 在米海耶夫推荐的 下,可推出冷侧流体的对流换热系数 同时 由和 两参数,可以查圆形翅片管的肋效率图,烟气侧的 热管效率 5) 算出烟气侧每米长的热管的翅片表面积: 烟气侧每米长的翅片和热管之间的面积: 烟气侧管外每米长的热管的管外总面积: 6) 算出烟气侧的管外有效对流换热系数 算出冷流体管外有效对流换热系数 7) 算出总传热系数 参考《热交换器原理与设计》,可查得烟气污垢热阻 。因此,管壁的导热热阻为 . . ( ) 3.4 确定烟气侧总传热面积和换热器所需要的管数 1)算出传热量 由于热平衡,并且考虑到 6%的综合热损 2) 确定对数平均温差 , ,忽略其预热过程,因此 3) 确定烟气侧的总传热面积 和换热器所需要的管数 m =354.9 应取整 m=355 根 3.5 确定管排数 取整 排 按之前说的,以正三角方式排列,即以 26、25 依次排列,这样总共的 管数应该是 N=357 4 流阻计算 4.1 确定烟气侧的流阻 对于圆形翅片管,使用 Robinson 和 Briggs 公式 先求出烟气侧摩擦系数 =0.68 . . 烟气侧的压力降 4.2 确定引风机的功率增量 为电动机效率,通常取 0.9。 .

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