熱管式余熱回收系統(tǒng)的設計-熱管換熱器

1、 18000nm3/h熱管式余熱回收系統(tǒng)設計1、 設計條件空氣進口溫度20煙氣進口溫度280空氣出口溫度200煙氣出口溫度150空氣流量18000nm3/h 2、 設計流程（1）熱管原件的基本選擇 管殼選擇：20號無縫鋼管，鈍化處理翅片選擇：10號鋼，高頻焊翅片管內(nèi)工質(zhì)：水熱管形式：重力熱管熱管的幾何尺寸：光管外徑 d0 = 32 ； 壁厚 = 3.5 ；翅片型式：螺旋式翅片，冷熱流體側的翅片幾何、結構相同翅片長度 = 15 ； 翅片外徑 = 62 ； 翅片厚度 = 1.4 ； 翅片間距 y = 4 ；翅片節(jié)距 = + y = 5.4 ；每米管長的翅片數(shù) = = ；熱管換熱器管子排列形式為等邊

2、三角形，如圖： 橫向管子中心距 ；（2）計算傳熱量q 煙氣的定性溫度 = = 查得定性溫度下煙氣的參數(shù)為：定壓比熱容 =1.1008 kj/； 密度 =0.7284 kg/m3；導熱系數(shù) =4.1345 w/(m；黏度 =25.057 kg/(ms)；普朗特數(shù) prh = 0.667 空氣側定性溫度及參數(shù)定壓比熱容=1.009 kj/； 密度 =0.922 kg/m3；導熱系數(shù) =3.275 w/(m)；黏度 =22.35 kg/(ms)；普朗特數(shù) prc = 0.687 冷空氣側實際獲得的熱量qc （假設標況下，取為1.293kg/m。）考慮冷側3%的熱損，故： 煙氣放出熱量考慮冷側3%的熱

3、損，故： 煙氣的流量 對數(shù)平均溫差tm tm = = 103（3）確定迎風面積及迎風面管排數(shù)b 選取煙氣側和空氣側迎面風速為2.5m/s（在2-3m/s之間選?。?。 煙氣側迎風面積以及空氣側迎風面積 迎風面寬度e取熱側長lh=1.8m則可得冷側長迎風面管排數(shù)取b為19根實際迎風面寬度 兩側實際迎風面積 兩側實際迎面風速 中間隔板厚 a = 30 mm，預留安裝段 s = 35 mm 熱管元件總長度 h + c + a + 2s = 3.23m （4）求總傳熱系數(shù) 、管束最小流通截面積nfa nfah = = nfac = 、流體最大質(zhì)量流速 gmax 熱側 ： 冷側 ： 、求ref 熱側 ：

4、冷側 ： 、求流體的換熱系數(shù) 由 計算換熱系數(shù) 熱側： = 45.67 冷側： = 32.53 、求翅片效率 ，故取 熱側： 冷側： 由圖371 查得， = 083， = 0.84 、求每米長熱管管外總表面積 每米長熱管的翅片表面積為： ； 每米長翅片間管表面積為： ； 每米熱管管外總表面積為： 單根熱管兩側總面積 熱側：冷側： 中徑傳熱面積 熱側：冷側：內(nèi)徑傳熱面積 熱側：冷側： 、求管外有效換熱系數(shù)； 、求污垢熱阻ry及管壁熱阻rw 查換熱器原理與設計附錄d，取值 金屬管壁熱阻： 、求總傳熱系數(shù) 可得 （5）求放熱側總傳熱面積ahh （6）求所需熱管數(shù)n、 （7）求換熱器縱深排數(shù)m 排列方

5、式：1918191819181918191819181918191819181918191819181918191819181918 （8)求通過熱管換熱管的壓力降 (9)求熱管的第一排的管內(nèi)流體溫度tv 第一排煙氣溫度=280 密度 =0.6432 kg/m3；導熱系數(shù) =4.674 w/(m)；黏度 =27.468 kg/(ms)；普朗特數(shù) prh1 = 0.654 第一排空氣溫度=160 密度 =0.815 kg/m3；導熱系數(shù) =3.64 w/(m；黏度 =24.5 kg/(ms)；普朗特數(shù) prc2 = 0.682 求熱導s 求tv由上式可以得 （11）、求蒸發(fā)段熱管的最后一排管壁溫度twh最后一排煙氣溫度=150 密度 =0.849 kg/m3導熱系數(shù) =3.57 w/(m黏度 =2.245 kg/ms普朗特數(shù) prh2 = 0.68；