H型肋片管计算说明

H型肋片管对流传热性能争论工程建议争论目的12080H型肋片管的计算，而需要承受方型肋片管的计算进展比照，因而产生确定的偏差。因此通过热态的试验模拟，确定一个误差范围，这值得考虑。针对低压省煤器的设计工况，在热态风洞上进展了模拟其工作状态下的H炉低压省煤器的设计计算供给可参考的数据。试验系统与测试方法介绍试验争论在大型热态传热风洞上进展采，试验系统简图如图1所示。11011092387645图1 试验系统示意图接风机2-空气入口管3-蝶阀

水泵9-控温水箱

试验段换热器10大气出口

7-8-试验段烟道截面为300×600mm，长度为1000mm。试验过程中，通过燃烧通过把握入口空气管道上的蝶阀把握流经试验段换热器管束的流速。试验过程中保持水侧流速为1m/s左右，入口水温为70℃左右，烟气侧入口150℃左右。23为顺列与错列的管路连接方式。图2 换热器肋片管束顺列连接方式图表3 换热器肋片管束错列连接方式试验系统中测点布置状况如图41自然气流2气入口全压通过测点2处的毕托管全压口引出到U形管测得；空气入口动压通过测点2处的毕托管全压与静压口引出到U形管测得压差测得；试验段入口烟气123测得；试验段入口烟气全压通过测点3处的毕托管全压口引出到U4插入管道的水1255处的毕托管全压口U形管测得；试验段出口水温通过测点6气压力由大气压力表测得。空气入口空气入口测点2水入口测点3测点4测点5测点1自然气入口燃烧器测点6水出口试验段烟气出口图4 测点布置图争论内容应用中的计算供给可以参考的建议。传热系数热面积，以及较小的管材消耗量。传热系数确实定主要是依据下式进展：QkAt (1)式中，Q为换热量，k为换热系数，A为换热面积，Δt为换热工质对数温压。Q的计算承受流经换热器水侧的进出口温差，通过下式得到：pQcp

mt (2)式中，c为水的比热，kJ/(kg·K)；m为水的质量流量，kg，可通过测点4得到；pΔt为水进出口温差，K46得到。A的计算依据肋片管的构造确定。H型肋片管的换热面积为：A6D2dds

2D21d2pDd

a zz p

4

sp

1 2 (3)m；d为基管外径，m；spζ为肋片根H型肋片管换热面积乘以管束排数和列数z1和z2，就可以得到烟气侧总换热A，m2。换热温差Δt是指烟气与水之间对数平均温差，由试验段进出口的较大较小温差对数平均后得到：t

t tDt xDlntDx (4)式中，ΔtD为较大温差，℃；Δtx为较小温差，℃。烟气温度与水温可通过测点3、4、5、6获得。简化为如下形式：1k (5)11侧放热系数，W/(m2·℃)。其计算公式如下：1H HH

pE

p p d (6)1 H

H 1

p d式〔6〕中，Hpζ指的是肋片的外表积，m2aH型肋片管而言，其值为：H 6D2d2D21d2pDd

a(7)p

4

spm2aH型肋片管而言，其值为：H6D2dds

2D21d2pDd

a(8)

4

spEβhpζD/dhpζ为肋片高度，m；β为：(1(1 )p dMp d〔机械工业出版社〕第319E的计算依据线算图上取局部点拟合出公式进展，这样较查图更为便利。0.85。μ为肋片底部加宽接触面的影响系数。ε为污染系数，考虑到试验中使用自然气作为燃料，因此其值取为0，实际运行中的为烟气侧对流放热系数，W/(m2·℃)，在接下来的一节中具体说明。烟气侧放热系数α就是d计算中的关键，也是试验需要得到的最终结果之一。或者依据以下公式计算，对于方形肋片管顺列横向冲刷的放热系数为：d

0.54h

s

0.72 0.920.105CC

p

p

(10)d z ssp

sp sp

式中，C为横列排数影响修正系数。C为管束几何布置的修正系数。λνz s是烟气平均温度下对应的物性参数。对于方形肋片管错列横向冲刷的放热系数为：d

0.54h

0.65 0.920.23C0.2

p

p

(11)d z

s sp p

sp

式中，Cz为横列排数影响修正系数。φζ为管束几何布置的参数，其值为：11 (12)21 ζ为横向相对管节距，即s/d，s为管排横向节距。ζ1 1 2距，即s’2/d，s’2为管排斜向节距。必需使用公式〔6、公式〔9〕EH型肋片管的直接计算方法，因此承受方型肋片管的计算方法替代。准则进展拟合得到无量纲准则公式：NuxReyPrz (13)式中，NuRel，m，依据以下公式计算： Hl1 p

d

HpHpHpH2n H 此定性尺寸来源于《锅炉设备空气动力计算〔标准方法〕<第三版>》中关Hpζ与H的定义在前文已经说明，aH型肋片管而言，其值为：H 2D21d2pDd

a(15)p 4

s p式中，n指的是管长为a的肋片管上的肋片数量：n a

(16)Nuα。Re的定性速度为最小截面烟速，d平均烟温作为定性温度进展计算。最小截面烟速态方程得到：pVmRT

pV00T0

(17)p0〔Pa、0〔3/s〕0〔〕均为燃烧产物计算后标准状态下数据。关于燃烧产物的具体计算过程依据《锅炉机组热力计算标准方法》中第16页关于燃烧产物的计算进展。入口空气参数可以通过测点2的相关测试数据得1H型肋片管在烟道内的最小通流面积为，m2：A abadz

2

a zh

(18)y式中，b为烟道水平宽度，m。

1 s 1 p依据公式〔18，就可以得到最小截面烟气速度，m/s：wVAy

(19)肋片管阻力特性据。35所得到的烟气静压差值得到。其对应的烟气动压头由下式计算，Pa：p d 2

(20)35得到的全压与温度，通过气体状态方程得到。〔标准方法〕<第三版>》中苏联标准公式，可以计算出苏联标中对应的顺列管束阻力，Pa：pCCs z

Re0.08zl

w2 (21)2以及错列管束阻力，Pa：pCs

Re0.25zl 2

w2 (22)2公式中相关参数请参阅《锅炉设备空气动力计算〔标准方法〕<第三版>》15Cs中存在一个压缩管束横截面的当de的计算，并且在顺列与错列中的定义不同。联式：EuxReyl

(23)对于本试验的H型顺列肋片管为：Eu0.4153Re0.08l

(24)对于本试验的H型错列肋片管为：Eu4.3130Re0.25l

(25)其中欧拉数定义为：

Eu