熱交換器原理與設計課件

1、 Principia and Design of Heat Exchanger Device熱交換器原理與設計山東大學能源與動力工程學院杜文靜電話: 8839900-25112四、管翅式換熱器第三章 緊湊式熱交換器34主要結構和原理 這類換熱器用于氣液熱交換。氣側換熱系數(shù)通常比液側低（一個數(shù)量級），所以翅片在氣側。優(yōu)點：高傳熱系數(shù)，結構緊湊，高表面密度，承壓性好缺點：制造困難，不易清理和檢修。結構：管箱，翅片管、框架。翅片管由基管和翅片組合而成，基管通常為圓管， 也有扁平管和橢圓管。分類：翅片管按其在管子上排列方式，可分為縱向和橫向（徑向）翅片兩大類。52. 設計計算 1）傳熱量基于翅片管光管

2、外表面積F0基于翅片管外表面積Ff，包括翅片面積和無翅部分面積。2）傳熱系數(shù) a. 單層翅片管 以光管外表面積為基準時以翅片管外表面為基準時6Ko 以光管外表面積為基準的傳熱系數(shù)Kf 以翅片管外表面積為基準的傳熱系數(shù)Ff 翅片管外表面積Fi 光管內表面積Fo 光管外表面積 翅化比 =Ff /Fi 翅片壁面總效率f 翅片效率Fb 以翅片根部直徑為基準的無翅片部分表面積Ff 翅片管上翅片的表面積Lf 翅片管的長度 7b）復合翅片管（翅片與基管為不同材料） 以光管外表面積（去掉翅片后）為基準以翅片管外表面積為基準，包括翅片面積和無翅部分的管子面積。c）濕工況（伴有結露的空氣冷卻過程即減濕冷卻過程）

3、在管外流體的對流換熱熱阻項上乘以析濕系數(shù)（最后一項 ）空氣進出口的焓和溫度83）對流換熱系數(shù) a. 空氣橫向流過圓管外環(huán)形翅片管束高翅片管束Y、H翅片的間距、高度G最小流通截面處質量流速 kg/m2hb. 空氣橫向流過圓管外橫向矩形翅片管束c. 外螺紋管束4）壓力損失計算95）空冷器設計要考慮的幾個設計參數(shù)a.b.c.d.e.f.106）翅片管式熱交換器的設計程序 a 確定設計參數(shù)：比如設計溫度，流程，鼓風還是吹風，等等。 b 估算傳熱系數(shù) c 計算最佳溫升 d 估算傳熱面積 e 計算平均溫差 f 估算傳熱面積 g 選型：管排數(shù)，管程數(shù)，迎風面積等 精確計算： h 計算管內對流換熱系數(shù) i 選

4、取污垢熱阻 j 計算管壁熱阻 k 計算管外換熱系數(shù)，如以光管外表面積為基準。 l 計算傳熱系數(shù) m 計算傳熱系數(shù) n 計算傳熱面積，和估算值進行比較11五、熱管換熱器121. 熱管換熱器的主要結構 熱管是最基本元件，從外觀上看通常是一根有翅片或無翅片的普通圓管它由管殼、毛細多空材料（管芯）和蒸汽腔（蒸汽通道）構成。2. 熱管換熱器的工作原理 熱管沿軸向分成蒸發(fā)段、絕熱段、冷凝段。蒸發(fā)段受熱。工作液體蒸發(fā)。蒸汽流向冷凝段；蒸汽在冷凝段冷卻凝結成液體，液體沿吸液芯靠毛細力的作用流回蒸發(fā)端。3. 優(yōu)點： 很高的導熱性能； 優(yōu)良的等溫性； 運行可靠性（沒有運動部件）； 熱流密度可變性； 熱流方向的可逆性； 環(huán)境的適應性（熱管的形狀可以變化）134. 熱管換熱器的分類 a. 按照工作溫度分類， 低溫熱管：-2730 常溫熱管：100250 中溫熱管：250450 高溫熱管：450 b. 按照凝液回流的作用力分類， 有芯熱管 兩相閉式虹吸管，又稱重力熱管 重力輔助熱管 旋轉熱管 磁流體動力熱管 c. 按照管殼工作介質的材料分類， 銅-水熱管 碳鋼-水熱管 銅剛復合-水熱管 鋁-氨熱管 不銹鋼-鈉熱管 145. 熱管的工作特性 吸液芯中凹形的氣液界面的形成屬于毛細現(xiàn)象。氣液兩側存在壓差P，稱為毛細頭。加熱段和冷卻段的毛細頭分別為Pe和Pc，