35t／h 锅炉热管回收排烟余热系统的设计【含11张CAD图纸+文档全套】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共38页)
编号：156059702
类型：共享资源
大小：11.01MB
格式：ZIP
上传时间：2021-10-19
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
45
积分
- 关 键 词：
-
含11张CAD图纸+文档全套
35t／h
锅炉热管回收排烟余热系统的设计【含11张CAD图纸+文档全套】
35
锅炉
热管
回收
余热
系统
设计
11
CAD
图纸
文档
全套
- 资源描述：
-
喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763=================================================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763=================================================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763=================================================
- 内容简介：
-
35t/h锅炉热管回收排烟余热系统的设计摘要 随着社会的发展，科技在不断地进步，人们对能源的需求也越来越大。我国是进过改革开放30年各行各业突飞猛进，对能源的需求也进一步加大。热能是在所需能源中占比最高的一类能源。科技进步了就需要更多的热能，现在已经进入21世纪，国家倡导低碳环保，不能一味的增加锅炉来满足需求。我们需要降低锅炉排烟温度，提高锅炉的效率。这样既能增加热能，又能保护环境。 这次设计是通过热管式换热器来降低小型锅炉的排烟温度。热管作为一门新的技术，已经逐渐被广大的工程技术人员熟悉和重视。热管可用于航天、原子反应堆、电子器件、电器、电机、太阳能利用、轻工、化工等领域。热管自1964年首次由美国的洛斯阿拉莫斯科学实验室提出来后，对他的研究和应用发展的很快。特别是在我国号召节能减排，热管技术在工业锅炉、窑炉上节能的应用越来越多。本次设计使用的是重力热管，设计中对热管的阻力、传热量、需用应力都进行了校核，并取得了设计要求的效果。本次设计共分成五章，第一第二章主要介绍了换热器的种类和应用，后面几章主要介绍了热管换热器的设计和运用。关键词：余热回收 换热器 热管 热管设计2Abstract With the fast development of modern society, our technology continues to progress, human race needs more and more energy. Chinas reform and opening-up policy has made great progress in many fields in the past 30 years, by the same time our demand for energy has grown up. Heat energy occupied the most percentage of the energy we used. Most of heat was made by the combustion of fossil fuels, this process will produce greenhouse gases, and it will influence our environment. At the beginning of the 21th, Chinese government advocate for low-carbon environment, it is not a good idea for blindly burning large amounts of fossil fuels to meet our demand for heat energy. We need to increase the efficiency of thermal energy, make full use of heat by quality. So that we can get enough energy by the same time we need less fossil fuels. My design targets on the recovery of boil waste heat, through the heat pipe heat exchanger to reduce the small boiler flue gas temperature. As a new technology, Heat Pipe was widely acknowledged by engineers in many fields, and take great importance on this technology. Heat pipe can be used in aerospace, atomic reactors, electronics, appliances, motors, solar energy, light industry, chemical industry and other fields. The concept of the heat pipe was firstly proposed by Los Alamos Scientific Laboratory in America. It was widely discovered and used since we proposed the concept. Especially in the society of China, we call for energy conservation. Heat pipe technology was widely used in industry such as industrial boilers, kilns. I designed a gravity Heat Pipe, and I have carried out a check for the resistance of heat transfer and the amount of heat transfer together with the allowable stress. It meets well to the design requirments. The design is divided into five chapters, The first and second chapter introduces heat exchanger types and applications, followed chapters introduces the heat pipe exchanger design and use.Key words Waste heat recovery heat exchanger Heat pipe Heat pipe design目 录第一章 换热器11.1 换热器的分类11.2 冷水塔11.3 回转型蓄热式热交换器2第二章 热管42.1 热管的结构42.1.1 管壳52.2.2 吸液芯52.2.3蒸汽空间52.2.4 翅片52.2 热管的工作原理62.3 热管的工作极限62.3.1 黏性极限72.3.2 音速极限72.3.3 携带极限82.3. 4 毛细极限82.3.5 沸腾极限92.4 热管换热器的分类92.4.1 气气热管换热器92.4.2 气液热管换热器92.4.3 气汽热管换热器9第三章 热管的设计103.1 给定参数103.2 热管的基本选择103.2.1 工质的选择103.2.2 管材的选择113.2.3 管子的布置113.3 机构设计123.3.1 入口流速的选择123.3.2 经济长度比的选择123.3.3 气体侧的迎风面积133.3.4 换热系数的选择133.3.5 平均温差143.3.6 传热面积的计算143.4 精确计算14第四章 热管计算154.1 烟气与水154.2 热管的基本选择164.3 热管的安装174.4 管径和扩展面的选择174.5 端盖厚度194.6 烟气入口质量流速的选择194.7 迎风面积和传热面积19第五章 传热计算215.1 基础数据215.2 热管外壁的传热系数215.2.1 蒸发段传热系数215.2.2 冷凝段传热系数235.2.3 经济长度比的计算235.3 热管内的传热系数235.4 积灰热阻的计算245.5 对数平均温度255.6 估算传热面积255.7 管子的数目及排列方式255.8 水侧管程的计算265.9 管箱和分层隔板的设计27第六章 校核计算286.1 烟气侧阻力计算286.2 水侧的阻力计算286.3 壁温计算286.4 热管强度28总 结30致 谢31参考文献：32第一章 换热器在工程中，将流体的热量以一定的传热方式传递给其他流体的设备，称为热交换器。热交换器再工业生产中是非常普遍的，例如锅炉中的省煤器、空气预热器、冷凝塔；冶金工业中的热风炉等等。在化学工业和石油工业的生产过程中，热交换的器应用的场合更是举不胜举。在各个行业，各个生产领域中，要挖掘能源利用的潜力，做好节能减排的工作，必须有效地利用和回收余热，这往往是和换热器的设计和使用密不可分的。1.1 换热器的分类换热器的分类按照不同的方式来分可以分为很多种。这里说下最主要的用的最多的分类，按照传送热量的方式来分：间壁式、混合式、蓄热式3。间壁式：冷热流体间有一固体壁面，流体分别在固体面的两侧同时流过，两种流体不直接接触，热量通过壁面进行传递。例如锅炉设备中的省煤器。混合式：换热器内冷热流体直接接触进行传热，降温效果明显。例如冷水塔和喷射式热交换器等。蓄热式：蓄热式空预器也有固体壁面，但是冷热流体是轮流的和壁面接触。当热流体流过壁面时，把热量储存在壁面内，壁面的温度升高；当冷流体进过壁面时，壁面放出热量，热量传递给需要加热流体，多次循环起到换热的效果。这一类换热器应用也比较广泛的，例如锅炉中的回转式空气预热器。在这三种换类型中，间壁式换热器应用时间最长经验和技术最全面。下面每种类型介绍一款换热器。1.2 冷水塔冷水塔在工业中主要是降低冷却水的温度。随着工业的发展，对冷却水的需要也在增长。一个十万千瓦的热力发电厂，冷却水量需要左右，可见为了节省水源，循环利用水资源是很重要的。对缺水的地区，冷水塔的作用就更加突出了。冷水塔是一种典型的混合式换热器如图1-1。塔内水温的降低主要是由于水的蒸发吸热和气水间的接触传热。根据气体动力学原理，处于无规则状态中的水分子，运动速度差别很大，速度大的分子动能很大，他们能客服内聚力的束缚冲出水面，成为自由蒸汽分子。这些分子中的一部分与空气分子碰撞后可能重新回到水面被水吸收（冷凝），而另一部分由于扩散和对流作用进入空气中，成为空气中的水分子。由于逸出水分子的平均动能比其余没有逸出水面的分子大，因而蒸发的结果会使水温下降3。图1-1 供应冷水塔简图冷水塔的主要组成有三个部分，风筒、淋水装置、配水系统。风筒也就是冷水塔的壳体，主要是提供一个换热场所。淋水装置又称填料，主要作用是将进塔的热水尽可能形成细小的水滴，一个大水滴变成很多小水滴可以增加很多换热面积，延长了冷热流体接触的时间，提高换热效率。配水系统的作用在于将热水均匀的分配到整个淋水面积上，从而使淋水装置最大的发挥它的冷却能力。1.3 回转型蓄热式热交换器在蓄热式交换器中如图1-2，冷热流体交替地流过同一固体传热面，依靠构成传热面的物体的热容作用，来实现冷热流体之间的换热。与间壁式换热器相比虽然都有隔板，但是冷热流体是按顺序通过隔板的。 回转型蓄热式热交换器主要由圆形蓄热体及其风罩两部分组成。该换热器又分为转子回转型和外壳回转型。转子就是一个蓄热体。在转子回转型中，转子转动，风罩不动。转子转动时按照一定的周期不断交替地通过冷热流体通道3。转子某部分在一定时刻通过了热流体通道，转子上的蓄热体就吸收并积蓄了热能。到下一时刻，转子该部分到达冷流体通道时，就把所储存的热能释放给冷流体。对于外壳回转型转子不动，为外壳在转动，同样达到了热交换的目的。图1-2蓄热式换热器转子某部分在一定时刻通过了热流体通道，转子上的蓄热体就吸收并积蓄了热能。到下一时刻，转子该部分到达冷流体通道时，就把所储存的热能释放给冷流体。对于外壳回转型转子不动，为外壳在转动，同样达到了热交换的目的。第二章 热管热管这个概念和他的原理是在1964年首次由美国的洛斯阿拉莫斯科实验室提出来的。热管是一个能在晓得温度梯度下，把热量转移的高效率的传热元件。热管诞生不久就得到广泛的应用和迅速的发展。热管可应用于航天、电机、轻工、化工、电子器件、机械等方面。特别在国家号召节能减排以来，热管在锅炉、炉窑、化肥厂等领域节能减排的应用越来越多，为国家节能减排起到了举足轻重的作用。2.1 热管的结构热管从纵向来看可以分为三段，分别是蒸发段、冷凝段和绝热段。热管的加热段有时可以称为蒸发器，冷凝段称为凝结器，绝热管称为传送段6。传送段作为流体的通道，把蒸发段和冷凝段分离。热管绝热段的长度可以很长，也可以很短，材料和刚性也可以自由选择。这样使热管能适应布置成任意的几何形状，这样的热管称为分离式热管。图2-1从热管的径向来看也可以将热管分为三段，即热管的管壳、吸液芯、蒸发液。重力热管没有吸液芯，工作液在冷凝段冷凝后通过重力作用流回到蒸发段如图2-1。2.1.1 管壳管壳提供了热管工作的一个场所，使工作液在一个封闭的环境中工作，防止泄露，并且增加结构的刚性。由于管壳内部和外部的压差很大，因此管壳必须承受压力差而不至于管子被压的变形或破裂。管子在换热过程中是传热介质所以在设计过程中，管壳热阻的大小也必须要考虑进去5。从承受压力能力的角度来说，管壳越厚越好，但是从传热的角度来说管壳薄一点热阻小传热效率高。2.2.2 吸液芯吸液芯把工作液从冷凝段抽回蒸发段，保证循环的顺利进行。吸液芯就是一个毛细泵。在热管管壳内壁安放金属丝网、多孔金属、或者在内壁上面拉上槽，都能起到毛细泵的效果。吸液芯通常紧贴或者挤压在容器内壁上，利用液体表面张力从冷凝段把工作液送回加热段。如吸液芯由于低热导率的工质浸透，吸液芯与流体层通常在热流线路上出现较大的阻力。因此在选择吸液芯的时候必须要考虑导热性质和传输性质。2.2.3蒸汽空间蒸汽空间是工作液传输热量的通道。在蒸汽空间里蒸汽流动是一个很复杂的流动，所以影响蒸汽流动的因素很多。热管里面工作液体的流动很复杂的双相流动。2.2.4 翅片一般在工业上应用的热管特别是遇到气体换热的时候，由于其体的传热系数较小需要在气侧管壳外表面绕上翅片或者串上翅片，这样是热管增加了换热面积，提高传热能力。一般热量增大的倍数总是小于面积扩大的倍数，这里就出现了一个翅片有效性的问题。热量将从翅根沿着翅片高度方向逐渐散失，翅片表面温度沿翅片高度方向着渐降低。翅片温度 与周围流体温度之差慢慢减少，也就是说翅片的有效性下降了3。因此，将翅片的实际算热量，与翅片各处的温度都等于时的散热量之比称为翅片效率，用表示。2.2 热管的工作原理热管是一个封闭的容器，从封闭容器内抽出不凝结气体，使热管内部形成真空，为了使热管能够很快速的启动和很好的工作，要求内管内部始终保持一定的真空度。管内工作液在加热段吸热沸腾后气化，蒸汽带着大量的热量进入冷凝段，然后在冷凝段遇冷凝结放热，把大量的热量传递给冷凝段的流体。工作液将热量输送到需要加热的流体之后液化，变成液态在吸液芯毛细泵的抽吸作用下，回到蒸发段。这样就完成了一个循环，热管工作时就不停进行着这样的循环，这就热管的工作原理4。热管中工质传热能力的过程是通过工质的相变过程进行的。形变过程中有巨大的热量交换。工作液由液态着渐吸热，这过程中吸收的热量往往很多。工作液由液态变为气态所吸收的热量叫做气化潜热。工作液就是把气化潜热输送到冷凝段。工作液在冷凝段被冷却，工作液由气态又变成液态，同时向冷流体放出凝结潜热。为了使热管工作性能好，除了理论上的讨论和计算外，还必须保证做到以下几点：热管在工作期间不产生腐蚀和在热管工作温度时不出现不凝结气体。为了保证这一点，管壳、吸液芯和工作液这三项应当进过严格的选择，必须保证这三者之间是化学相容的。热管内一般应设有加强换热的毛细结构，例如各种吸液芯、沟或槽等。热管外面一般应该设有翅片来加强热管的换热能力。热管的管壳和吸液芯应当经过严格的清洗，如酸洗、水洗等，另外管壳和吸液芯要除气。工作液必须是高纯度的。热管工作之前，热管内部应该要保持真空状态，并且保证具有一定的真空度。热管管壳应保持具有一定的强度，使热管在工作时承受一定的高压而不至于开裂泄漏。2.3 热管的工作极限热管可以传递的热量很大，但是，每一根热管所能传送的热量也不能无限增大，热管工作时受到几个工作极限的限制。本节就主要讨论了这几个工作极限2.3.1 黏性极限黏性极限是黏性蒸汽流的最大值。黏性极限出现在温度较低的范围内。由于管内凝结液的流动阻力较大，使凝结液返回到蒸发段的数量减少，因而蒸发段的蒸汽量也随之减少，即可以说热管达到了黏性极限6。对于黏性蒸汽流领域传热量的黏性极限可以采用下式进行计算，最大传热量表达式为： 2-1 蒸汽通道半径，米； 热管的有效长度，米 蒸汽动力黏性系数， 气化潜热， 蒸气密度， 蒸汽压力，2.3.2 音速极限因为蒸汽有压缩性，所以，在蒸发段如果增加输入的热量超过一定值时，蒸汽流在加热段出口处达到音速，因此出现了蒸气流量的阻塞现象。这种现象导致的传热量的界限称为音速极限。由热平衡、理想气体的状态方程以及声速的表达方式退出了以下关系： 2-2 热管传热量，； 蒸汽流通截面积，； 马赫数； 声速， 蒸汽的通用气体常数，； 蒸汽的绝对温度，; 汽化潜热，； 蒸汽的比热容之比，对于水蒸气，。2.3.3 携带极限吸液芯中从冷凝段回流到蒸发段的一部分液体，由于蒸气流的流动，将液体带到冷凝段，因而造成蒸发段吸液芯干枯，导致蒸发段过热，这也是一种极限。对于重力式无芯热管，计算热管的携带极限： 2-3 表面张力； 蒸汽流通的横截面积； 蒸汽流道的直径； 邦德（Bond）数；角标“”“”分别表示液体和蒸汽。2.3. 4 毛细极限随着输入热量的增加，由于吸液芯干燥而过热产生的热流量界限，称为毛细极限。输入热量的增加，加大了加热段的蒸汽压力，结果使液体进入吸液芯，使吸液芯的一部分暴露在蒸汽中。因此，产生这部分吸液芯过热、干燥出现干枯现象。对于重力辅助的纵向槽道热管，可以将每一个槽道看做一个单独的毛细结构。2.3.5 沸腾极限达到毛细极限后，在加大输入热量，在蒸发段的吸液芯内就会发生沸腾。当沸腾出现后，如果接着输入热量，则在热管内壁上局部被蒸汽覆盖，那些地方随着温度急剧上升会发生热管的熔损现象，甚至会使热管停止工作。2.4 热管换热器的分类根据热管换热器工作的温度和环境可分为高温、中温、低温换热器和气气换热、气液换热、气汽换热热管换热器。2.4.1 气气热管换热器气气热管换热是多数是矩形的，其基本结构由热管、隔板和壳体等元件组成。中间隔板把热管分为蒸发段和冷凝段两部分，这两部分的外表面上都装有翅片，以增加换热面积，尽可能地减少换热器体积。两种流体的流动方向一般是逆向的。当高温气体流过热管蒸发段时，热管内部工作流体蒸发产生的蒸汽流到冷凝段放热，低温气体或得热量，达到传热的目的。目前气气热管换热器普遍用于工业锅炉烟气的热回收系统中。2.4.2 气液热管换热器气液热管换热器多用于小型锅炉上作为省煤器回收余热加热给水，这个经济效益比较可观。但是需要注意的是低温腐蚀的问题。本课题研究的是气液热管换热器的余热回收系统。气液换热器的构造图。它的水室可以是圆形的或者矩形的。从排气端把热管插入，每根热管可单独更换。排气端管壁装有翅片，水侧不设翅片。吹灰装置是在翅片管的空间设计一根喷出管，用蒸汽或压缩空气进行吹灰除尘。2.4.3 气汽热管换热器气汽热管换热器的结构，热管的冷凝段安装在沸水器内。热管的蒸发段插入各种锅炉和窑炉等锅炉的排烟道中，通过热管进行热量转移。将冷水加热至沸水，从而获得需要的热水。也可以把热水加热到100以上，如125的蒸汽，这时在125时蒸汽的压力为2.5kgf/cm2。这时冷凝段水箱就变成了一个压力容器了。 第三章 热管的设计热管的设计过程中需要考虑很多问题，热管的排列方式，热管的翅片的大小，热管管束数目排列方式等问题。在下面的设计过程中把这些问题都考虑到设计的过程中。计算完毕需要进行校核，是否能任务的满足要求，材料的刚性问题。3.1 给定参数此次设计主要目的是用锅炉产生的尾部烟气来加热水到85，酸露点为100。给定的数据只是一个大概的方向，我们还需要设计一些运行参数。气体的质量流量、气体出口温度、水的入口温度。注意水的质量就不能靠设计直接设计出来，需要用热平衡方程： 3-1 比热这六项数据只能有五项是设计的还有一项是通过这热平衡方程计算出来的1。3.2 热管的基本选择3.2.1 工质的选择热管内工质的选择主要是由管内的工作温度决定的，管内的工作温度可以有下面的公式进行计算： 3-2n的取值查表3-1估算出之后就可以选择工质的类型了。根据温度范围可分为低温、中温和高温热管。低温热管是指在4200K范围内的热管，用氦做工质，可以在4K以下工作。氢和氖可以在2030K范围内使用；如果温度再高一些，则可用的工质有氮和氧；在100200K范围内常用的工质有甲烷、乙烷等。经过分析发现水这里使用水作为工质是比较合理的。 表3-1 n的数值表气气型热管换热器当两侧流量和管长接近时气液型热管换热器当液体为水时当液体为有机流体时气汽型热管换热器当相变流体为水时当相变流体为有机物时3.2.2 管材的选择根据设计要求，考虑经济性、相容性的要求，相容性因素是选择工质和管壳材料的重要因素，即，在工质与管壳在工作范围内不发生化学反应，此外相容性还只选择的管壳在工作温度范围内部与外部换热介质反应。质与管壳材料相容性的选择，见表4-1，表4-1 质与管壳材料相容性的选择工质推荐的管壳材料不推荐的管壳材料氨铝、不锈钢、镍、碳钢铜丙酮铜甲醇铜、不锈钢水铜铝、二氧化硅荼不锈钢钾不锈钢钛钠不锈钢钛 对于热管来说，铜水是最好的工质与管壳材料的组合，但是由于铜的成本相对较高，强度由偏低，在热管式换热器中被大量应用相对比较困难，因此为了降低热管式换热器的成本，一般采用碳钢作为管壳的材料。因此在这里选择碳钢作为热管式空气预热器的管壳材料。3.2.3 管子的布置管子基本上有两种放置形式：立式放置，一般安放于水平烟道内，采用的是重力热管；水平放置：一般用于垂直烟道内，采用的是添加某种吸液芯的重力辅助热管。管子的排列方式都是取决烟道的形式，需求决定市场。管子的排列方式也有两种：顺排，采用顺排的换热器，通风阻力小引风机耗电量少，清灰方便，但是采用顺排布置换热效果差一点，多用于较浑浊的流体换热；差排，差排使流体在换热过程中增加了扰动，使流体更容易达到湍流状态，加强换热，但是使用差排布置，引风机耗电量比较大，而且清灰比较不便利，差排多用于对换热要求要的场合。3.3 机构设计对气液型换热器来说，热管的精确设计需要在一定结构条件下进行，先估算一个传热面积，并初步确定换热器的结构。3.3.1 入口流速的选择气体侧的入口质量流速应控制在28。具体情况按照锅炉的大小具体分析。液体侧的质量流速应保证流过管束的流体速度超过0.1，可控制在0.11之间。否则将使液体侧传热恶化。3.3.2 经济长度比的选择经济长度比是热管的总传热热阻在最小值时的长度比，也就是单根热管外表面积相应的传热量在最大时所确定的热管长度比。在这个长度比下，对于相同的热管传热量和传热温度差，热管所具有的最小传热面积，故称为经济长度比，用表示。经济长度比的计算如下： 3-3 分别是加热段和冷却段的传热系数流体温度度大于热管允许工作温度，还必须要计算下安全长度比 3-4 分别为冷热流体温度若选择的设计长度比小于安全长度比则是安全的。表3-2 换热系数表外部换热特点传热系数K气体在翅片管外对流水在管外对流20003000有机流体在管外对流50010003.3.3 气体侧的迎风面积迎风面积的计算 3-5长度和宽度的选择应尽量保证气体流动的均匀性，并选取合理的管间距S。第一排管子根数 3-6第一排管子的传热面积 3-73.3.4 换热系数的选择选择的传热系数是以气体侧传热面积为基准，进行一次近似的计算得出传热系数。 3-8 是以翅片管表面积为基准的气体放热系数； 翅化比； 为水的放热系数； 为长度比。3.3.5 平均温差在换热器中温度是在不断地变化的为了我们更好的选型，计算出一个相对的精确地数值。平均温差： 3-9 分别表示出口和入口处的温度差。3.3.6 传热面积的计算传热面积越大换热量就越多，总的传热面积的计算： 3-10 总的传热量； 换热系数； 温度差。总管子排数 3-113.4 精确计算按冷热流体的中点温度计算传热系数8。气体侧放热系数的计算。 3-12 以翅片管外表面积为基准的放热系数； 翅根直径； 分别为翅片间隙、高度和厚度； 气体的导热系数、动力粘度系数； 气体的普朗特数； 最窄界面处的气体流速。液体侧放热系数的计算。 3-13最后需要计算下传热面积 3-14与估算的值进行比较，要求精确计算的传热面积必须大于估算的传热面积，设计安全余量控制在10%左右比较合适。最后进行阻力计算，还需要校核一下壁温，如果壁温小于酸露点，则壁面会有酸性液体析出腐蚀壁面。如果出现这种情况就需要重新设计下。第4章 热管计算4.1 烟气与水设计要求锅炉产生的尾部烟气用来加热水到85，但是考虑到酸露点为100，所以设计的最后需要校核下壁温是否大于该煤种的酸露点。 烟气的流量（M1） 60000（kg/h）烟气的入口温度（） 160 烟气的出口温度（） 130 水的入口温度 （） 30 水的出口温度 （） 85查大气压下烟气的热物理性质表，通过差值法查出160时烟气的比热为烟气余热量的计算 回收热负荷的计算 余热回收利用效率的计算 根据热平衡方程求热水的质量流量M2查饱和水的物理性质表，用差值法查30是水的比热为 4.174 得4.2 热管的基本选择首先进行管内温度计算烟气入口温度 所以此处取 n = 3 ， 烟气出口温度： = 由上可知选水作为热管的工作介质是合适的。考虑到热管成本，如果采用铜管，由于热管需要大批量生产，成本太高，而且本次设计的余热利用率不是很高，所以确定碳钢镀层管作为管壳是经济合理的。4.3 热管的安装本次设计的是在水平烟道上安装余热回收装置，所以采用重力热管，重力热管在生产过程中工艺比带吸液芯的热管简单许多，提高了经济性。重力热管还有一个很重要的特性，热量的不可逆性，热量只能从蒸发段传递给冷凝段。4.4 管径和扩展面的选择管径的选择由声速极限确定 声速极限管径 管内蒸汽密度 管内蒸汽压力 气化潜热 声速极限的传热量取 由于热管工作的平均温度为，在时启动,查干饱和水蒸气的物理性质表得所以 由携带极限确定所要求的管径 蒸汽流通截面积 携带极限 气化潜热 液体密度 蒸汽密度 表面张力当时 得 为了安全考虑取热管内径 ，为了安全性和经济性取壁厚为得内径，外径 烟气侧采用翅片管 水侧采用光管 4.5 端盖厚度端盖的计算：取 为满足焊接加工需求取。由于圆头形的热管工艺要求较高，考虑经济性取方头的热管。热管方便焊接封头，热管轴向缩进,经向管壁缩进。由于热管内需要真空环境，所以热管的一方端盖上需要添加一个抽气孔，并设计一个销子。销子的就设计为上底圆直径，下底圆直径，高的圆锥。4.6 烟气入口质量流速的选择烟气侧入口质量流速 水的入口质量流速 液体侧的质量流速的选择最好能保证流过管束的液体流速超过 ，可控制在到之间，不要小于 ，否则将使液体侧的传热变坏。所以此处取水的流速为 。4.7 迎风面积和传热面积迎风面积 选取迎风面积宽度为 ，换热器的宽度为表4-1 管径、管长、功率之间的关系表1加热段的长度单根管传输功率管径参照表4-1最后选取热管的长度尺寸如下蒸发段长度 冷凝段长度 绝热段长度 总长度 实际长度比 迎风面积 实际迎风面的质量流量 取管间距 第一排管子根数 为蒸发段长度有翅片和热管的几何特性可以得出，气体的最窄流通截面积约为迎风面积的一般，所以在最窄出的质量流量为：第五章 传热计算5.1 基础数据去换热器进出口温度的平均温度作为定性温度烟气侧平均温度 查大气压下烟气的物理性质得比热 导热系数 黏度 普朗特数 水侧平均温度 查饱和水的物理性质表得比热 导热系数 黏度 普朗特数 5.2 热管外壁的传热系数5.2.1 蒸发段传热系数以翅片管外表面为基准的传热系数为： 以光管为基准的传热系数 翅片效率不可能是取。 翅片数目 翅片面积 翅片外径 热管外径裸管面积，就是翅片之间的光管面积 光管面积 翅化比 即加了翅片后的传热面积为原来热管面积的6.5倍。所以蒸发段的换热系数：最后的选择如下光管光管翅片翅片翅片翅片翅片外径（mm）内径（mm）外径（mm）高度（mm）厚度（mm）间隙（mm）翅化比25225012.50.866.55.2.2 冷凝段传热系数5.2.3 经济长度比的计算对于气液换热，两边的管外放热系数遵循不同的规律，而且两边的几何特性也完全不同（烟气侧为翅片管，液体侧为光管）。计算下经济长度比进行校核：实际长度比为实际长度比大于经济长度比设计是合理的。5.3 热管内的传热系数在热管内的平均工作温度在这个温度下水的物性参数如下：密度 导热系数 普朗特数 重度 先将设每根热管的传热量为3 取蒸发传热系数为 管壁热阻的计算钢管的导热系数查表得 管子外径 管子内径5.4 积灰热阻的计算考虑到积灰的影响，取以加热段光管外表面的为基准的传热热阻为：所以 5.5 对数平均温度 烟气 160130 水 85 30 75 100由图4-1可知 所以 图 4-1温度变化图5.6 估算传热面积 5.7 管子的数目及排列方式管子根数 在换热器设计的过程中不能因为坏了一根管子就停机检修，所以在设计的过程中要考虑多放几根管子，使换热器出现一点小问题可以继续运行。所以在这里实际选取的管子根数是300根。即根。管子数目确定之后，就要选择热管的排列方式。管子使用的是菱形交叉排列的方式，使流体得到充分扰动，提高了换热效率，充分利用余热
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号