换热器毕业设计 资料

《换热器毕业设计 资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、3.2热管换热器的设计计算热管换热器的设计是在单根热管设计的基础上进行的。与常规换热器的设计方法相比较，热管换热器的设计方法具有独特之处。热管换热器设计的主要任务是在给定的设计依据与条件下，进行换热面布置、传热计算和流动阻力计算。并参照必要的约束条件，如换热器的整体尺寸、热管最高工作温度、烟气露点、流体流动阻力，决定一个合理的换热面布置方案。由于气．气热管换热器是各种热管换热器最典型的代表，所以下面将着重讨论热管空气预热器的设计计算方法。3.2.1气一气热管换热器常规设计计算在热管用于气体介质换热时，即使在热管外表面带翅

2、片并被气流横掠的换热条件下，热管的内热阻也只占总热阻的10％左右。因此，对于热管这样的高效传热元件，可以认为其外部的对流换热特性几乎不受内热阻的影响。这就可以把热管换热器看作间壁式换热器，这种间壁式换热器具有连续的折算传热面积，并具有与该传热面积相适应的热管串联热阻，可以借助常规间壁式换热器的设计方法进行计算，这就是等效连续间壁式计算模型。下面结合一个具体实例，对一台气-气热管换热器进行常规设计计算。蒸发段参数用下标“1”表示，冷凝段参数用下标“2”表示。1.设计参数热管空气预热器入口烟温：t1′=385℃燃料耗量:B=

3、117t／h：过剩空气系数；α=1.1；热管空气预热器空气进口温度；t2′=40℃；热管空气预热器空气出口温度：t2″=284℃。2.热平衡计算根据热管空气预热器空气进、出口温度和入口烟温，求出热管空气预热器出口烟温。烟气侧放热：空气侧吸热：式中，ξ1，ξ2分别是烟气侧、空气侧的散热系数；m1，m2分别是烟气、空气的流量kg／s；cp1，cp2分别是烟气、空气的定压比热kJ／(kg·℃)。求出：烟气出口烟温t2″=165.82℃3.结构尺寸的选定及计算在热管换热器的设计中，应该先选择热管的结构尺寸，考虑到热管换热器的传热

4、性能、流动阻力、磨损、积灰、工作条件、投资等因素，选择合理的热管结构参数。热管管径：Ф42x3.5mm；肋片长度：Lf=20mm；肋片外径df=80mm；横向节距S1=95mm；纵向节距S2=110mm；每排热管根数n=45／46。表3-3热管结构参数烟气侧空气侧肋片厚度δf1=1.2mmδf2=1.2mm肋片节距Sf1=8mmSf2=5mm热管长度L1=3.6mmL2=3.2mm迎面流速：与换热系数、流动阻力、积扶速度、磨损速度有密切的关系。合理的迎面速度限制在2～3m／s之内。式中，A01-烟道流通面积m2；A02-

5、风道流通面积m2；Vy-烟气体积流量m3/sVk一空气体积流量m3/s。肋片表面积:肋化比：式中，Ar一肋片间光管表面m2。阻断系数：4.热管换热器设计计算一、热管管外对流换热系数采用Briggs给出的流体横掠肋片管束对流换热系数公式:式中，Nu-流体的努谢特数Re-流体的雷诺数Re=Ud0／μ：U-流体的最大流速：Pr-流体的普朗特数。求出：烟气与热管外壁对流换热系数:空气与热管外壁间的对流换热系数:二、热管的热阻热管管外对流换热热阻式中，-肋片总效率，nf-_肋片效率。求烟气侧热管管外对流换热热阻得出：空气侧热管管外

6、对流换热热阻：加热段总热阻为：冷却段总热阻：单根热管总热阻换热器传热计算传热温差:单根热管传热量：所需热管总数：所需热管排数：由于前11排热管工作温度超过了250。C，必须使用萘热管．削弱了传热强度，所以热管排数共取30排。2．1．5热管换热器流动阻力冷热流体流过热管换热器的流动阻力是确定通风设备的依据，对于现有设备的改造往往是一个必须满足的约束条件。根据K．K．Robinson和D．E．Briggs的错排环形肋片管束的管外流阻公式为：式中，f-摩擦系数，可由下式求得：Gmax-流体最窄面质量流速kg／(m2·s)。烟气

7、在热管换热器中流动的阻力为：空气在热管换热器中流动的阻力：