烟气换热计算与过程设计ppt课件.pptx

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1、《烟气换热计算与过程设计》2019换热器的应用及选型01管式换热器工艺计算02换热器常规经验参数03换热器实例计算分析04目录一.换热器的应用与选型换热器广泛应用于广泛应用于化工、能源、机械、交通、制冷空调、航空航天以及日常生活等各个领域。换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛采用的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回收和节能利用的主要设备。换热器也称热交换器，是把热量从一种介质传给另一种介质的设备。应用背景一.换热器的应用与选型按照换热器的工作原理分类间壁式（管壳式、板式）混合式：电厂中的水冷塔、混风降温蓄热式（电加热

2、、油加热、导热）基本分类间壁式(表面式换热器)：其中冷热流体被一个固体壁面隔开，热量通过固体壁面传递。这种换热器要发生热流体与壁面间的对流换热、壁的导热、壁面与冷流体间的对流换热三个环节组成的传热过程。在以上三种类型的换热器中间壁式换热器的用量最大，是占主导地位的换热器型式。一.换热器的应用与选型间壁换热器二.管式换热器工艺计算换热器设计指标总体布置：选定类型、结构及材料流动形式传热表面热设计传热计算流阻计算优化分析传热表面的工作特性几何参数流体及材料的热物理性质结构设计：构造、强度、振动、密封、工艺、维修等可供选择的方案评价和

3、抉择评价依据择优条件最佳设计换热器工艺设计流程设计流程二.管式换热器工艺计算1.已知热流体热量，温度、，冷却介质温度qm1T1qm1T2t1t22.求解换热器的参数？注:其中T2是要求设计值设计指标依据：质量守恒，热量守恒二.管式换热器工艺计算1）选定类型列管式玻璃板式盘管式总体布局二.管式换热器工艺计算2）结构材料塑料管碳钢管不锈钢管（304/316L/2205）总体布局二.管式换热器工艺计算3）流动形式在冷、热流体进口温度相同、流量相同、换热面面积相同的情况下，流动型式影响冷、热流体的出口温度、换热温差、换热量以及换热器内的

4、温度分布。总体布局二.管式换热器工艺计算4）传热表面光管翅片管总体布局二.管式换热器工艺计算热设计计算（传热计算/流阻计算/优化分析）1.求出换热器的热流量2.作出适当的选择并计算3.根据经验估计传热系数，计算传热面积4.计算冷、热流体与管壁的5.压降校核6.计算传热系数，校核传热面积热设计计算空气烟气热管式烟气器示意图二.管式换热器工艺计算Ⅰ.求出换热器的热流量根据已知条件、、、、，求热设计计算二.管式换热器工艺计算Ⅱ.作出适当的选择并计算①流向的选择②确定冷却介质出口温度，求对数平均推动力③对进行修正查图得到一般逆流优于并流

5、热设计计算二.管式换热器工艺计算对数平均温差热设计计算二.管式换热器工艺计算顺流逆流（1）顺流时冷流体的终温永远低于热流体的终温，而逆流时冷流体的终温可以超过热流体的终温；（2）计算证明，当冷、热流体进出口温度相同时，逆流的平均温差大于顺流；（3）逆流时换热面的温度变化大，容易造成热应力破坏；热设计计算二.管式换热器工艺计算对于如图所示的简单多程交叉流，只要折流一方的折流次数多于4次，就可以按纯逆流或纯顺流来计算。为冷、热流体进、出口温度相同情况下逆流时的对数平均温差；为小于1的修正系数，其它复杂布置时换热器平均传热温差的计算

6、对于复杂的多程交叉流热设计计算二.管式换热器工艺计算交叉流，两侧流体都不混合时的温差修正系数热设计计算二.管式换热器工艺计算几点说明：（1）图的下半部，尤其R较大时，曲线几乎竖直，查图误差较大，这时可用PR代替P，1/R代替R查图。对任意一台换热器，都有f(P,R)=f(PR,1/R)，这称为换热器的互易性规则。（2）若有一侧发生相变，P、R中必有一个等于零，此时=1。（3）冷、热流体走管侧还是壳側不影响修正系数，即不影响传热温差。热设计计算Ⅲ.根据经验估计传热系数，计算传热面积根据初选换热器二.管式换热器工艺计算热设计计算Ⅳ

7、.计算冷、热流体与管壁的①确定冷、热流体走管程或壳程②确定管内流速③根据所选换热管确定管子的排列目前我国国标采用和管长有1.5、2、3、4.5、6、9m核定管壳式换热器内常用流速范围管程数管子数二.管式换热器工艺计算热设计计算管程给热系数若，则改变管程数重新计算或重新估计物性系数在定性温度下求得二.管式换热器工艺计算热设计计算壳程给热系数若太小，则可减少挡板间距二.管式换热器工艺计算热设计计算Ⅵ.计算传热系数校核传热面积根据流体的性质选择适当的垢层热阻否则重新估计，重复以上计算二.管式换热器工艺计算二.管式换热器工艺计算已知已有

8、换热器的换热面积A、两侧流体的质量流量、进口温度等5个参数，须计算热、冷流体的出口温度和换热量。计算步骤：(a)先假设一个流体的出口温度用热平衡方程式求出换热量和另一个流体的出口温度；(b)根据流体的4个进、出口温度求平均温差；(c)计算换热面两侧的表面传热系