热管型空气预热器设计说明书

热管空气预热器设计说明书班级：热能0801姓名：刘承学号：09

目录热管空气预热器设计任务书························2热管空气预热器热力计算··························3热管空气预热器结构设计计算······················10

二、空气侧温升及热物性参数及对数平均温差13空气流量GcNm3/h给出1080014空气进口温度t1c℃给出2015空气定压比热CpckJ/(kg·℃)以20℃~160℃温度范围内的平均温度取空气比热1.00916空气出口温度t2c℃103.817空气侧定性温度tfc℃61.918空气定压比热CpckJ/(kg·℃)查附录4，103.8℃的空气1.00919空气密度kg/m3查附录4，103.8℃的空气0.95620空气导热系数QUOTE错误!未找到引用源。fcW/(m·℃)查附录4，103.8℃的空气3.24×10-221粘度QUOTE错误!未找到引用源。fckg/(m·s)查附录4，103.8℃的空气22.08×10-622普朗特数Prc查附录4，103.8℃的空气0.6823对数平均温差℃186.6三、确定迎风面积以及迎风面管排数24标准迎风速度m/s迎风面速度在2~3m/s范围选取2.525烟气侧迎风面积Aexhm21.3326空气侧迎风面积Aexcm21.3327热管热侧长lhm128迎风面宽度Em1.3329迎面管排数B根QUOTE错误!未找到引用源。，取161630实际迎风面宽度E’m1.40831烟气侧实际迎风速度m/s2.3632空气侧实际迎风速度m/s2.1333实际迎风面积Aex’m21.408四、总传热系数计算34管束最小流通截面积NFAm2=0.6135热侧最大质量流速Gmaxhkg/(m2·h)1342636冷侧最大质量流速Gmaxckg/(m2·h)1692637热侧雷诺数Refh594238冷侧雷诺数Refc894339热侧流体换热系数W/(m2·℃)3140冷侧流体换热系数W/(m2·℃)29.441热侧翅片效率0.6142热侧翅片效率0.5743热侧翅片效率W/(m2·℃)QUOTE错误!未找到引用源。查图3-710.8344热侧翅片效率W/(m2·℃)QUOTE错误!未找到引用源。查图3-710.8645每米长热管翅片表面积Afm21.0946每米长翅片间管表面积Arm20.1147每米热管管外总表面积Ahm21.248热侧传热面积Ahhm2Ahh=QUOTE错误!未找到引用源。=1.2×11.249冷侧传热面积Ahcm2Ahc=Ahh1.250传热系数hHPW/(m·℃)经验取值hHPh=hHPc581051热侧有效换热系数W/(m2·℃)26.252冷侧有效换热系数W/(m2·℃)27.153热侧污垢热阻m2·℃/W查附录D，选取经验值0.0003454冷侧污垢热阻m2·℃/W查附录D，选取经验值0.00008655金属管壁热阻m2·℃/W0.0000656热侧中径传热面积m20.12257热侧内径传热面积m20.11358总传热系数W/(m2·℃)12.5五、59加热侧总传热面积m2147六、60所需热管数n’根,取123123七、61换热器纵深管排数m排862管子总根数n跟124八、热管换热器的压力降63换热器的净自由容积NFVm3/m4.5×10-364容积当量直径Devhm15×10-365热侧雷诺数Ref’h212266冷侧雷诺数Ref’c319467热侧摩擦系数fh0.6368冷侧摩擦系数fc0.6069热侧平均管壁温度℃159.470冷侧平均管壁温度℃146.971热侧壁温下流体粘度kg/(m·s)根据壁温查附录得22.9×10-672冷侧壁温下流体粘度kg/(m·s)根据壁温查附录得24.0×10-673通过热侧的压降Pa12574计算值Lm0.6175通过冷侧的压降Pa140.2九、第一排热管的工作温度76第一排管子热侧传热量Q1hkWQUOTE错误!未找到引用源。（假设每排管子的传热量相等）44.277第一排管子传热面积m219.278第一排热管热侧烟气粘度QUOTE错误!未找到引用源。f1hkg/(m·s)查附录5，320℃的烟气28.9×10-679第一排热管烟气侧导热系数QUOTE错误!未找到引用源。f1hW/(m·℃)查附录5，320℃的烟气5.01×10-280第一排热管热侧普朗特数Pr1h查附录5，320℃的烟气0.6581第一排热管换热热侧雷诺数542082第一排热管蒸发段传热系数W/(m2·℃)32.983第一排管子有效传热系数W/(m2·℃)27.884第一排热管热侧壁温℃237.285第一排管子冷侧传热量Q1ckWQUOTE错误!未找到引用源。（假设每排管子的传热量相等）41.686第一排管子冷侧传热面积m219.287热管冷侧空气粘度QUOTE错误!未找到引用源。f1ckg/(m·s)查附录4，103.8℃的空气22.1×10-688第一排热管空气侧导热系数W/(m·℃)查附录4，103.8℃的空气3.24×10-289第一排热管冷侧普朗特数查附录4，103.8℃的空气0.68890第一排热管换热冷侧雷诺数893591第一排热管冷凝段传热系数W/(m2·℃)29.892第一排管子有效传热系数W/(m2·℃)2693第一排冷侧管热侧壁温℃187.194第一排管子工作温度℃212.2十、末排热管管壁温度95末排排管子热侧传热量kWQUOTE错误!未找到引用源。（假设每排管子的传热量相等）44.296末排管子传热面积m219.297末排热管热侧烟气粘度kg/(m·s)查附录5，180℃的烟气23.7×10-698末排热管烟气侧导热系数W/(m·℃)查附录5，180℃的烟气3.83×10-299热侧普朗特数查附录5，180℃的烟气0.68100末排热管换热热侧雷诺数6609101末排热管蒸发段传热系数W/(m2·℃)29.0102末排管子有效传热系数W/(m2·℃)24.5103末排热管热侧壁温℃79.8十一、校核105管壁材料许用应力MPa查附录8,20号钢GB8163，工作温度320℃80.6106工作温度下饱和压力pMPa查附录7，工作温度212.2℃1.99107工作最大压力MPaQUOTE错误!未找到引用源。,安全12.4结构设计序号项目符号单位计算公式数值备注一、热管元件的基本选择1基管外径domm根据表3-10选取，42QUOTE错误!未找到引用源。3422管壁厚度mm根据表3-10选取，42QUOTE错误!未找到引用源。333翅片外径mm824翅片高度mm根据表3-10选取,QUOTE错误!未找到引用源。205翅片厚度mm根据表3-10选取1.56翅片间距mm根据表3-10选取67横向管子中心距mm已选取888纵向管子中心距mm88二、换热器基本结构尺寸9热侧迎风速度m/s已算出2.3610冷侧迎风速度m/s已算出2.1311热侧迎风面积m21.40812冷侧迎风面积m21.40813迎风面宽度Em已算出1.4