计算热管换热器.docVIP

1. 《热工学》，《传热学》里面有计算公式和公式推导 2. 各种手册里有更为直接的工程计算方法和参数列表，比如机械类手册，热工类手册、暖通类手册，压力容器类手册。 3. 计算热管换热系数可以采用有限元方法，ansys、abaqus都可以，如果有流固耦合，也可以用fluent和cfx，甚至是基于workbench的多物理场联合仿真。另外还有流程类仿真计算软件，如aspen之类的，这个软件一般应用在石化领域，计算换热器比较有优势。 热管换热器设计 一台锅炉排烟温度为160℃，要求设计一台热管换热器，用烟气余热加热进气以提高锅炉效率。已知参数：锅炉排烟量=189000m3/h，迎风面风速 2.9m/s，排烟温度160℃，设定出口烟气温度118℃。需要空气的流量Vl=120000m3/h，进气温度，空气风速为 选取圆片翅片强化换热。翅片管材料选择碳钢（wC=1%）。热管参数：热管蒸发段长取l0=3.16m，管外径d0=34mm，管内径di=29mm，壁厚0=2.5mm， 翅片高度H=12mm，翅片厚度=2mm，翅片间距，那么翅片的节距，每根管肋片数为nf=3160/8.4=376片。管排选用叉排布置，迎面横向管子距离设定为，翅片管纵向距离。由于烟气和空气的物性很相近，取相同的蒸发器和冷凝器结构参数。 总换热量计算 定性温度tfm= 查物性得： 烟气放热量 2.计算迎风面积Ay和迎风管排数B 迎风面积 迎风面宽度 迎风面管子数 3.冷空气出口温度及对数平均温差 冷空气出口温度： 假设，则 查得52.5水的物性参数： 则： 再假设冷空气出口温度为，则 查得53.5空气的物性参数： 则： 冷空气出口温度为： 空气侧定性温度为： 物性： 对数平均温差 4.计算总传热系数 ①管束最小流通截面积NFA ②烟气侧换热系数 又 故烟气侧换热系数 ③空气侧换热系数 又 故空气侧换热系数 ④单根热管表面积A 由肋片的参数查传热学书（杨世铭，陶文铨 编著）P65图2-20得： 肋效率 肋片表面积 肋片之间的根部表面积为 热管外总表面积 ⑤蒸发管外有效换热系数 ⑥冷凝管外有效换热系数 ⑦热管内换热系数hi 热管蒸发段内壁加热的热流密度： 热管内蒸发段换热系数hi计算使用imura’s correction： 假设热管蒸发段蒸汽温度为，查饱和水和饱和蒸汽的热物理性质表得： 代入上述hi公式计算得：hi=5402.567W/(m2K) ⑧总换热系数h 忽略污垢热阻，导热热阻：（翅片管导 热系数） 总传热系数 其中则 故 5.热管换热器管数、排数计算 由，有： 总换热面积为 蒸发热管总数根 换热器排数 取22排，排列为 6.管内蒸汽温度计算 平均壁面温度： 假设热管蒸发段蒸汽温度为，查饱和水和饱和蒸汽的热物理性质表得： 代入hi公式算得：hi=5384.373072 W/(m2K)，则： 假设的温度和算得的温度相差较小，则饱和蒸汽的温度为，符合要求 7．压降计算 蒸发器压降计算 冷凝器压降计算