换热器(气气传热)

,原始数据,,,,,,备注,,,,,,

序号,烟气温度,,烟气量,空气温度,,空气量,S1,S2,D,d,,,

,进气ty′,出气ty″,V烟（m3/h),进气tk′,出气tk″,V空（m3/h),0.1,0.1,0.06,0.003,,,

,400,100,10000,100,280,10000,流速ωy,8,流速ωk,5,,,

一、,"烟气温度ty""",,,,,,入口壁温,180,出口壁温,100,,,

1,空气获得的热量Q=Vk″*(ck″*tk″-ck′*tk′)千卡/时,,,,,,,,,,,,

,Q,602800,,,,千卡/时,,,,,,,

2,"出预热器烟气温度ty''=(cy'Vy'ty'-Qm)/cy''Vy''[m-损失系数（1.05）]

烟气比热cy'、cy''在老手册151页查找；cy'’可根据温度预估",,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,

,ty''*cy'',77.106,,,,Kcal/m3,,,,,,,

,ty'',88,,,,℃,,,,,,,

二、,求对数平均温度△tp,,,,,,,,,,,,

1,联合十字顺流方式（老手册图16-6a）,,,,,,顺流,,,,,,

,△t′=ty′-tk′,,,△t″=ty″-tk″,,,,,,,,,

,300,,,-192,,,,,,,,,

,△tp,#NUM!,,,,,,,,,,,

1',联合十字逆流方式（老手册图16-6b）,,,,,,逆流,,,,,,

,△t′=ty′-tk″,,,△t″=ty″-tk′,,,,,,,,,

,120,,,-12,,,,,,,,,

,△tp,#NUM!,,,,,,,,,,,

2,P=(tk″-tk′)/(ty′-tk′),,,R=(ty′-ty″)/(tk″-tk′),,,,,,,,,

,0.6,,,1.733333333,,,,,,,,,

,ε=,0.93,,,,,,,,,,,

3,△tp′=△tp*ε,,,,,,,,,,,,

,△tp′,#NUM!,,,,,,,,,,,

三,求传热系数,,,,,,,,,,,,

1,烟气侧传热系数αy,,,,,,,,,,,,

,雷诺数,,,,,,,,,,,,

,入口流速ω′=ωy（1+ty′/273),,,出口流速ω″=ωy（1+ty″/273),,,,,,,,,

,ω′=,19.72161172,,ω″=,10.57875458,,,,,,,,

,ν′=,30.54,,ν″=,21.5,,,,,,,,

,入口雷诺数Re′=ω′*d1/ν′,,,出口雷诺数Re′=ω′*d1/ν′,,,,,,,,,

,38745.79906,,,29522.1058,,,,,,,,,

1）,烟气对流给热系数αyd,,,,,,,,,,,,

,入口烟气对流给热系数αyd′=α0*Ct′*Cl′*ψ′,,,,,,,,,,,,

,,α0,Ct′,CL′,ψ′,,,,,,,,

,,65,1,0.92,1,,,,,,,,

,αyd′=,59.8,,,,,,,,,,,

,出口烟气对流给热系数αyd″=α0*Ct″*C1″*ψ″,,,,,,,,,,,,

,,α0,Ct″,CL″,ψ″,,,,,,,,

,,65,0.98,0.92,1,,,,,,,,

,αyd″=,58.604,,,,,,,,,,,

2),烟气辐射给热系数αyf,,,,,,,,,,,,

,平均射线行程L=(1.87*(S1+S2)/d-4.1)*d,,,,,,,,,,,,

,L=,0.128,,,,m,,,,,,,

,CO2黑度PCO2*L,,H2O黑度PH2O*L,,H2O黑度修正,,,,,,,,

,0.01088,,0.02112,,修正系数,1.02,,,,,,,

,εco2′,0.105,εH2O′,0.22,εH2O′,0.2244,,,,,,,

,εco2″,0.108,εH2O″,0.24,εH2O″,0.2448,,,,,,,

,αf′,,,αf″,,,,,,,→,烟温,管壁温度

,37.2,,,14.4,,,,,,,,475,400

,αyf′=4.6*（εco2′+εH2O′）αf′,,,,,,,,,,,αf,14.38667293

,αyf′,56.366928,,,,,,,,,,,

,αyf″=4.6*（εco2″+εH2O″）αf″,,,,,,,,,,,,

,αyf″,23.369472,,,,,,,,,,,

3）,烟气入口、出口综合给热系数,,,,,,,,,,,,

,αy′=αyd′+αyf′,,,αy″=αyd″+αyf″,,,,,,,,,

,αy′=,116.166928,,αy″=,81.973472,,,,,,,,

2,空气侧传热系数αk,,,,,,,,,,,,

1）,雷诺数,,,,,,,,,,,,

,入口流速ω′=ωk（1+tk′/273),,,出口流速ω″=ωk（1+tk″/273),,,,,,,,,

,6.831501832,,,10.12820513,,,,,,,,,

,ν′=,,16,ν″=,,25.8,,,,,,,

,入口雷诺数Re′=ω′*d1/ν′,,,出口雷诺数Re″=ω″*d1/ν″,,,,,,,,,

,23056.31868,,,21198.56887,,,,,,,,,

2）,烟气对流给热系数αyd,,,,,,,,,,,,

,入口烟气对流给热系数αkd′=α0*Ct′*CL′*C1′,,,,,,,,,,,,

,,α0,Ct′,CL′,C1′,,,,,,,,

,,40,0.9,0.95,0.91,,,,,,,,

,αkd′=,31.122,,,,,,,,,,,

,出口烟气对流给热系数αkd″=α0*Ct″*CL″*C1″,,,,,,,,,,,,

,,α0,Ct″,CL″,C1″,,,,,,,,

,,40,0.97,1.01,1.06,,,,,,,,

,αkd″=,41.53928,,,,,,,,,,,

3,总传热系数K,,,,,,,,,,,,

,入口K′=αy′*αkd′/(αy′+αkd′),,,出口K″=αy″*αkd″/(αy″+αkd″),,,,,,,,,

,K′=,24.5459532,,K″=,27.56896718,,,,,,,,

,平均K=(K′+K″)/2,,,,,,,,,,,,

,K=,26.05746019,,,,,,,,,,,

四,受热面计算,,,,,,,,,,,,

,F=Q/K/△tp′,,,,,,,,,,,,

,F=,#NUM!,,,,m2,,,,,,,

,F′=,#NUM!,,,,m2,,,,,,,

五,管子排列,,,,,,,,,,,,

1,每米管子受热面S=π*[外径（m）+内径（m）]/2,,,,,,,,,,,,

,S=,0.179070781,,,,m2,,,,,,,

1),管子总长度L=总面积/受热面积=F′/S,,,,,,,,,,,,

,L=,#NUM!,,,,m,,,,,,,

2),管子根数n=总流量/单根流通量,,,,,,,,,,,,

,n=,151.6107902,,,,根,,,,,,,

,n=,1720,,,,根,取整,,,,,,

3）,单根长度l=管子总长/（2*根数）,,,,,,,,,,,,

,l=,#NUM!,,,,m,,,,,,,

,l=,11,,,,m,取整,,,,,,

4),管子列数,,,,,,,,,,,,

,流通面积Ay=烟气流量/流速,,,,,,,,,,,,

,Ay,0.347222222,,,,m2,,,,,,,

,管子列数y=流通面积/管间距/单根长度,,,,,,,,,,,,

,y=,0.789141414,,,,列,,,,,,,

,y=,50,,,,列,取整,,,,,,

5）,管束排数,,,,,,,,,,,,

,管束排数=管子根数/管子列数,,,,,,,,,,,,

,x=,34.4,,,,排,,,,,,,

,x=,35,,,,排,取整,,,,,,

,"管束排列结果：双行程；

管子单长3m；单管总数2*275=550根；横向24根，纵向20根",,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,

六,预热器外形尺寸,,,,,,,,,,,,

,1、管子距离集气箱边缘b=0.05~0.1m，,,,,取b=,0.05,,,,,,,

,2、两集气箱间距a=0.05~0.2m，,,,,取a=,0.06,,,,,,,

,预热器宽度B,,,,,,"管子间距S1、S2、

排列数x、y值见

上面计算结果",,,,,,

,B=(y-1)*S1+2*b,,,,,,,,,,,,

,B=,5,,,,m,,,,,,,

,预热器长度L,,,,,,,,,,,,

,L=2*(x-1)*S2+4*b+a,,,,,,,,,,,,

,L=,7.06,,,,m,,,,,,,

七,管壁温度,,,,,,,,,,,,

,入口处tb′=（αk′*tk′+αy′*ty′）/（αt′*tk′+αy′*ty′）,,,,,,数值见上表,,,,,,

,tb′=,336.6103065,,,,℃,,,,,,,

,出口处tb″=（αk″*tk″+αy″*ty″）/（αt″*tk″+αy″*ty″）,,,,,,数值见上表,,,,,,

,tb″=,152.5726181,,,,℃,,,,,,,

八,空、烟气阻力,,,,,,,,,,,,

,空气侧阻力hk=局部阻力hj+摩擦阻力hm,,,,,,,,,,,,

,局部阻力hj=ξ1*ωk^2/2*ρ(1+tk′/273)+ξ2*ωk^2/2*ρ(1+tk″/273),,,,,,,,,,,,

,hj,76.72664835,,,,Pa,,,,,,,

,摩擦阻力hm=0.04*ωk^2/2*ρ(1+tkp/273)*L/Dk,,,,,,,,,,,,

,hm,40.51485551,,,,Pa,,,,,,,

,hk,117.2415039,,,,Pa,,,,,,,

,双行程空气侧阻力=2*hk,,,,,,,,,,,,

,,234.4830077,,,,Pa,,,,,,,

九,烟气侧阻力hy=ξ*ωy^2/2*ρ(1+typ/273),,,,,,,,,,,,

,φ=（S1-d）/（S2-d）,,,1,,,,,,,,,

,ξ0=1.52*（S1/d-1）^0.5*φ^-0.2*Re^-0.2,,,,,,,,,,,,

,ξ0=,,,,,,,,,,,,

,ξ