喷流套管换热器的设计计算

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1、一72～1994年第2期王一77喷流换热器的设计计算重庆大学冶金系梁小平伍成波————丁KI7乙【摘要l喷流换热器是一种新型高教换热器，本文建立了喷流换热器的设计计算数学模型，编制了实用计算程序。利用该程序不仅可进行喷流换热器的一般设计，还可据此进行换热器的优化设计。【关键词，堕堕塑垫墨堡盟多次重复计算，以调整各参数之间的关系I1前盲再加上其中一些参数(如烟气的物性参数)众所周知，采用回收烟气余热来预热燃随温度而变化，也使得计算过程复杂化了。烧用空气(或煤气)是一项非常有效而可靠然而，通过建立喷流换热器设计计算数学模的节能措施，已经得到普遍应用并取得显著型，利用计算机进行换热器的设计计算，不效

2、果。作为回收烟气余热的装置——换热器仅能极大地提高设计计算的速度和精度，而的正确设计是这种节能措施充分发挥其效能且为换热器的优化设计提供了条件。因此，的重要保证。在目前形式众多的换热器中，建立喷流换热器设计计算的数学模型是很有喷流换热器以其显著优异的性能被公认为是必要的一种新型高效的余热回收装置2喷流臻热器设计计算数学模型喷流换热器运用特殊的结构使冷流体以较高的速度喷射到换热表面，因较大的冲击2．1计算公式作用而产生紊流流动，使粘性流体边界层具为了给换热器的设计计算提供输入参数有素流性质，大大减薄丁边界层厚度，从而即空气量、烟气量及烟气成份，数模中首先极高地增加了气流与表面的传热系数，同时进行

3、了燃料燃烧计算，相关的计算公式在此也使表面温度降低；据文献报道，喷流略。换热器的综合传热系数可高达50(o／m·℃在换热器中，随着换热器的进行，空气以上，：而一般的换热器仅为10~25∞／m·及烟气温度均沿换热器长度而不断变化，由℃}其器壁与预热温度间的温差小于200℃，此导致气体的物性参数，传热系数等亦随长而一般的要超过350℃以上；这样使得采用度而变化对此问题在数模中采用了分段计一般耐热钢作材质的换热器能够将空气预热算的办法进行处理，即沿换热器长度方向将到600℃以上，其寿命仍可达到3～5年。这换热器均分为It1段，认为同一段内具有均匀种优异的性能为喷流换热器的应用和发展创参数，不同段间因

4、温度不同其参数各不相造了良好的条件。同。由于喷流换热器结构参数的影响因素很a．烟气侧辐射传热系数ax(t-l～m)多，而各种因素又相互影响和制约，所以在，[()4～(啬)】换热器的设计计算过程中不可避免地要进行·邮镛63OO“，西JlI，重庆四川冶金MetallurgyofSichuan一73一4．1868J,／m。·h-℃。[1+_】x()“其中C。．：4．88eE，B2200

5、+0-398c⋯P=[O．6—0．0001×(t．一800)3+(0·053—0·i239ccOol。)(gj／iOO)x[O．94+o．6×H。O]。244CO2C02十18H2Op．HO2十+(0·003504+o·0009446c”。)．．：：21墅Q：Q1．．‘一丽×(tgJl00)]l[2P．COz=i3．8xJ0-a×(鲁)‘￡H2。：ex40．5708一]．2016H-02。．248-u,。-s-。。Ⅷ)一(0·0038+0．05133c⋯jH。2×(Ig／100)x()‘p=1+(5．o+5·3Jl4c⋯)[2】P-Oz=19．2X10-e×(嘉)×po~7。xC-o~⋯H2。

6、H2。ml为T下的Coo2：Pco2·f．CH2o=PH2O-?cs(卫等一}一s．e(H3600)式中TT．——i段的烟气及换热面的温度；⋯-0．17x)d、d——喷流外管及烟气通道的直径’Pco2、PH2o——烟气中CO2及Hz0的分d4CO±CPco。+18HOCPH，0r一+28N2CPN2+3202CPo压。一i了_Ib．烟气侧对流传热系数a．(i：1～m)CpCO~=0．203e㈣(”N．=0．023R0P—CIR>10000或N0．116(R一一125)·。c。3+0．oo7394)”1994年第2期c一o．s㈣+o-㈣。s()”””×(丽Ti)90=19．2×10一。CPo2=

7、哪+o．()”“”xi(丽Tj)p“：44CO2+18H2O+28N2+3202翔22．4pE=p¨·273／TElC．30J1十0·007342(靠)'毗：一式中p=p。。×273／T．jCO、H0、0、N2f——分别为烟气式中中CO、HO、0、N的d——喷孔直径，取d=3~5mm；百分含量，H——喷孔到换热面的距离，取H／d=u。——烟气流速5～6，c．烟气侧总传热系数．_一喷孔间的距离，取。