气气热管换热器计算书.docx

热管换热器设计计算

确定换热器工作参数

2确定烟气进出口温度t1，t2，烟气流量V，空气出口温度????，饱和蒸汽压力

2

pc.对于热管式换热器，t1范围一般在250?C~600?C之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300?C以下.t的选定要避免烟气结露形成

2

烟气流量 饱和蒸汽 空气出口 空气入

烟气流量 饱和蒸汽 空气出口 空气入口 排烟入口 排烟出口

V

压力

pc

温度????

2

温度

????

1

温度 t1

温度 t2

40000m2/h

0.2MPa

120°C

20°C

420°C

200°C

1

确定换热器结构参数

确定所选用的热管类型

2烟气定性温度：????=??1??2

2

=420°C200°C

2

=310°C

2在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出：

2

烟气入口处：????=

烟气出口处：????=

??1??

??2??

??×4

5

1??×45

1

=420°C152°C×4

5

=200°C20°C×4

5

=180°C

=56°C

选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30oC~250oC，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。

确定热管尺寸

对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径

?? =1.64√

????

??

??(????

????2

)1根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取QC?4kW，在????=56°C启动时

)

1

因此 ????=1.64√

????=0.1113????/??3

????=0.165×105????

??=2367.4????/????

???? =10.3????

1

??(????????)2

由携带极限确定所要求的管径

???? =√ 1.78×????????

??

?????(????1

?4+????1

?4)2 [????(????

????

]1?4

根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取Q

管内工作温度 ????=180℃时

????=886.9????/??3

????=5.160????/??3

??=2013????/????

??431.0?10?4N/m

因此 ????=√ 1.78×4

ent

?4kw

??×2013×(886.91

=13.6mm

?4+5.161

?4)2[g×431.0×104(886.95.160) ]1?4

考虑到安全因素，最后选定热管的内径为

d ?22mm

i

管壳厚度计算由式

?Pd

?

iS V?

i

200[ ]

式中，P

V

按水钢热管的许用压力28.5kg/mm2选取，由对应的许用230?C来选

取管壳最大应力?

MAX

?14kg/mm2,而

[?]?1?

?3.5kg/mm2

4 MAX

故 S?28.5?0.022?0.896mm200?3.5

考虑安全因素，取S?1.5mm,管壳外径:d

f

?d ?2S?22?2?1.5?25mm.

i

光管内径 光管外径 翅片外径 翅片高度 翅片厚度 翅片间距 肋化系数d/mmid/mmod /mml/mm? /mmS/mm?fff5148.7通常热管外径为25~38mm时，翅片高度选10~17mm（一般为热管外径的一半

光管内径 光管外径 翅片外径 翅片高度 翅片厚度 翅片间距 肋化系数

d/mm

i

d/mm

o

d /mm

l

/mm

? /mm

S

/mm

?

f

f

f

f

22

25

50

12.5

1

4

8.7

翅片节距：S

f

?S ??

f f

?4?1?5mm

每米热管长的翅片数：n

f

?1000

S

f

?1000

5

?200/m

肋化系数的计算：

每米长翅片热管翅片表面积

A ?[2

f

???(d ?

24 f

2

d2)

o

???

d ??]?n ?1

f f f

每米长翅片热管翅片之间光管面积

A???d

r o

?(1?n

f

?? )

f

每米长翅片热管光管外表面积

A???d

o o

??? ?

???

?? ?

??? ? ? ??

A??