计算热管换热器.doc

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1、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

2、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。1.总换热量计算定性温度tfm=查物性得：烟气放热量

3、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NFA②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h

4、i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’scorrection：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=5384.373072W/(m2K)，则：假设的温度和算得的温度相

5、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