热管换热器毕业设计计算

热管换热器毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 计算 烟气余热利用热管换热器设计 一(原始数据 1. 烟气侧: , 流量 =50000，m?/h ,标况, V10 入口温度 t'=300? ? 2. 空气侧: , 流量 =49000Nm?/h ,标况, V20 S? 热管采用正三角形叉排～沿流动方向～其横向中心距=～则纵0.065mT S向中心距=。 0.057mL D光管外径 ,0.025m0 d光管内径 ,0.02mi l热管全长 ,2.5mt l带翅片的热管长度 ,2.5m 翅片高度 l,0.0125mf 翅片厚度 ,,0.001mf 翅片间隙 =0.007m Sf S翅片节距 =+=0.008m ,Sff 1单根热管长度之上的翅片数 ==125个 nfS 翅片管外径 df=0.050m 热力计算 1. 工艺参数的计算 热管换热器的工艺参数包括流量及进出口温度。冷热流体的放热量 及吸热量应满足如下的热平衡方程: ,, mct,?,Vct,?== Qpp 其中: ——放热量或吸热量～, QW , kgs/ ——质量流量～ , m Jkg/()? ——定压比热～; cp ——进出口温度～?, ?,t 3 ——流体密度～, ,kgm/ ,3 ——流体的体积流量～ms/ V ''t 考虑到露点腐蚀的问题～烟气的出口温度取为?～空气的入口温,1501 't度取为?, 标况下～烟气的物性参数为: ,202 3 密度 ,,1.295kgm/10 Jkg/()?定压比热 =1.10×10?cp10 假定热损失为 10% ,'''QV-,,c()tt 1011p1010放 =1.295×,50000/3600,×1.10×10?×,300—150, =2967.9 kW Q=0.95Q=0.95×2967.9=2819.5 kW放吸 ,''' QV=,c()tt,p,202220吸20 3 其中——标况下的空气密度 ,1.293kgm/20 ,3ms/ ——标况下的空气体积流量，49000 V20 , mkgs/ ——空气的质量流量～ 2 cJkg/()? —工作状况下空气的定压比热，1.013×10? p,20 代入数据: ” 2819.5×10?=1.293×(49000/3600)×1.013×10?×(t,20) 2 ” 得:t=178.2? 2 烟气的平均温度 1'''tt 由=,+, T111m2 =225? 得烟气的物性参数: 3,kgm/ 密度 =0.7218 , 1 Jkg/()?=1.12×10? , 定压比热 cp1 ,wm/(),? 导热系数 =0.0418 , 1 52v 运动粘度 =3.541×10ˉms/, 1 P 普朗特数 =0.661, r1 1'''T2mtt 由空气侧平均温度=,+, 222 =99.1 ? 得空气的物性参数: 3, 密度 =0.946 , kgm/2 Jkg/()? 定压比热 =1.009×10? , cp2 ,wm/(),? 导热系数 =0.0321 , 2 52vms/ 运动粘度 =2.313×10ˉ, 2 P 普朗特数 =0.688 r2 T2. 热管的工作温度及热管的长度选择 v 工作温度 Tv=(Tm，Tm)/2=162.1 ? 12 ll,,1.25　m 热管的总长度为2.5 m～取 12 lm 其中 ——烟气侧的热管长度～ 1 lm ——空气侧的热管长度～ 2 B3. 热管换热器的流速选择及迎风面宽度的计算 SdlS,,，2()nT0fff透过系数 ,,ST =0.336 u取烟气侧的迎风流速 = 5ms/10 , BulV,由 11010 , V10=(50000?3600)/1.25×5=2.22 得迎风面宽度B,lu110 Bn,,33.53则横向热管数～即列数 ～取n= 34ST B,n，S,，,340.0652.18m则 T u10u,烟气侧的最大流速:=14.9 ms/1,空气侧的迎风速度: , V20ms/u,=,49000?3600,/1.25×2.18=4.99 20lB2 空气侧的最大流速:u=u/0.336=14.85 ms/220 4. 单根热管的总热阻及总热管数: -5ud10烟气侧的雷诺数:=(14.9×0.025)/3.541×10=10520 R,e1v1 ud-520空气侧的雷诺数:=(14.85×0.025)/2.313×10=16051 R,e2v2 1 0.63383N,0.137RP由无因次方程: ure 1,063383hRP,0.137 得 erd0 烟气侧的换热系数: 1,0633813hRP,0.137 1er11d0 0.63381/3 = 0.137×0.0418/0.025×10520×0.661 wm/(),? = 70.57 1,0633823 空气侧的对流换热系数:hRP,0.137 2er22d0 0.63381/3 = 0.137×0.0321/0.025×16051×0.688 wm/(),? = 71.66 翅片管的翅化比: ,22[2]1(1)，，，()dddnd,，,,，,,,00fffff 4 ,,d,0 3.1422[2(0.050.025)3.140.050.001]1433.140.025(10.001)，，,，，，，，，，, 4, 3.140.025， = 5.9 翅化效率表示实际传热能力与翅片在根部温度时传热能力之比: thml()f,, mlf 2hm,,,45wm/(),?其中～～为翅片 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的导热系数 w,,wf 则烟气侧的翅化效率 : 267.75，2h1thl()th(0.0125)，f,,wf450.001，,== 0.863 ,1h21267.75，lf0.0125，,,wf450.001，空气侧的翅化效率: 236.59，2h2thl()th(0.0125)，f,,wf450.001，,== 0.8615 ,22h2236.59，lf0.0125，,,wf450.001，单根热管的总热阻为: dd111100 R,，，，lnln,,,,,,,,,,hdlldldhdl22ww122ii1011202 110.025 ,，ln，，，，，，，，3.1467.750.0251.256.80.879323.14451.250.02 10.0251 　　　，，ln23.14451.250.023.1436.590.0251.256.80.9302，，，，，，，， = 0.058 ?/w 对数平均温差为: ?Tm=,300-178.2,-,150-20,/?(300-178.2)/(150-20)=126.2 ? 单根热管的传热效率: q =?Tm/R=126.2/0.058=2176 33230.710，Q'N,,总热管数:=1295.7 3q2.31010， '取的富裕量～则实际需要热管数=1554 20%1.2NN, 最终取列数为n=34～排数m=46排 设备的基本尺寸为: 长:46×57=2622 mm 宽:34×65=2210 mm 高:2500 mm 5. 两侧的壁温及压力损失 烟气侧的平均壁温: Q TT,,mm11,,,hdlN1101 =173.5 ? 空气侧的平均壁温: Q TT,，mm22,,,hdlN2220 =149.9? 热管换热器的净自由容积: 2,,d220 ,,,,() NFVSSddn,ffTLf044 23.140.0253.14，22 ,0.0650.057(0.050.025)0.001143，,,，,，， 44 -33mm/=3.03×10 4NFV 容积的当量直径: D, A 2A 其中——流体的总浸润表面积～ m 烟气侧的容积当量直径: ,3447.3410NFV，， ,,D1A3.140.0251.256.8，，，1 =0.021 m 空气侧的容积当量直径: ,3447.3410NFV，， ,,D2A3.140.0251.256.8，，，2 =0.021 m uD8.930.044，11,, 烟气侧的雷诺数:R=8837 e1,5v4.450910，1 uD4.690.044，22 空气侧的雷诺数:=13483 ,,Re2,5v2.54510，2 烟气侧的能量耗散系数: -0.145,0.145,,R1.92 =1.92×8837=0.5142 11e 空气侧的能量耗散系数: -0.145,0.145,,R1.92 =1.92×13483=0.4837 22e 烟气侧的压力损失: 122 =46×0.5×0.7218×14.9×0.5142 ,,Pmu,,11112 =1895.1 Pa 空气侧的压力损失: 122 =46×0.5×0.946×14.85×0.4837 ,,Pmu,,22222 =2320.6 Pa