定型机余热回收系统的开发与研究毕业论文
2022-06-09 10:06
论文总字数：22155字
摘 要
热定型机是纺织染整行业中主要耗能设备之一。热定型机是利用热空气对织物进行干燥和整理并使之定型的装置。定型机废气余热回收利用是一项多收益工程，项目实施后在节能降耗、织物质量提升、车间环境改善等方面均可产生显着的经济效益和社会效益。
本文对于热定型机余热回收作了一些阐述，而运用热管换热器则是一种新型的方法，定型机余热回收设备（气-气换热）充分利用了热管的高效传热性能，定型机排出的废热烟气通过余热回收设备的吸热侧放出热量，该热量经热管快速传递到余热回收设备的放热侧。新鲜空气通过放热侧被加热后，由定型机烘箱负
压吸入烘箱内，由此实现节能目的。
本文将分析定型机废气余热的特点，探讨对其进行回收的必要性及可选方案。对采用热管换热器回收定型机余热的可行性进行理论分析。并且以具体参数为算例分析热管换热器用于定型机余热回收的热性能及经济性。
关键词：定型机；余热回收；热管；热力计算
Abstract
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Heat setting machine is one of the major energy-consuming equipment textile drying and finishing industry.Heat setting machine is to use hot air drying and finishing the fabric and the shape of devices.Setting machine exhaust heat recovery is a multi-income project, the project is implemented in energy saving, fabric quality improvement, environmental improvement and other aspects of the workshop can produce significant economic and social benefits.
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It expounds the heat recovery of heat setting machine in this paper.The use of heat pipe heat exchanger is a novel approach, setting machine waste heat recovery equipment (gas - gas heat exchanger) make full use of the efficient heat transfer performance of heat pipe waste heat from the flue gas stereotypes by absorbing heat recovery equipment side release heat, which quickly passed through the heat pipe to the heat dissipation side heat recovery equipment.Fresh air is heated by an exothermic side with negative setting machines oven via oven suction pressure, thereby achieving energy saving purposes.
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In this paper,it will analysis the characteristics of the waste heat setting machine, discusses the necessity and options for its recovery. The feasibility of using heat pipe heat exchangers recover heat setting machine analyzed theoretically. And to the specific parameters for the numerical examples heat pipe heat exchanger for waste heat recovery heat setting machine performance and economy.
Keywords:setting machine; waste heat recovery; heat pipe; thermodynamic calculation
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目 录
摘要 I
Abstract II
符号说明...................................................................................................................................Ⅴ
第一章 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2 余热回收方式 2
1.3 定型机余热回收装置的原理 2
1.4 国内外研究状况 5
第二章 定型机废气 7
2.1 废气的产生 7
2.2 废气的危害 7
第三章 热管换热器应用于定型机余热回收 9
3.1 定型机组合式热管余热回收换热器 9
3.1.1热管热回收机理 9
3.1.2组合式热管余热回收 10
第四章 热管换热器 12
4.1 热管的概况 12
4.2 几种热管换热器的性能特点 12
4.2.1 标准热管 12
4.2.2 重力热管 13
4.2.3 重力辅助热管 15
4.2.4 旋转热管 15
4.3 热管换热器的优点 15
4.4 热管换热器的应用现状 16
4.4.1 热管换热器在航空系统的应用 16
4.4.2 热管换热器在空调系统的应用 17
4.4.3 热管换热器在增压柴油机中的应用 17
4.4.4 热管换热器在个人电脑中的应用 17
4.4.5 在自然能源方面的利用 18
4.4.6 热管换热器在铁路方面的应用 18
4.4.7 热管换热器在工业锅炉中的应用 18
4.4.8 热管换热器在内燃机尾气余热回收中的应用 19
4.4.9 在化学工程方面的应用 19
第五章 热管换热器应用于定型机的设计计算 20
5.1 换热器的选择 20
5.2 热管换热器的设计 20
5.2.1 设计原理 20
5.2.2 主要参数 21
5.2.3设计计算 22
5.3 经济分析 27
5.4 结论 28
结论与展望 29
参考文献 30
致 谢 32
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符号说明
编号 | 符号 | 名称 | 单位 |
1 | 烟气侧定性温度 | ℃ | |
2 | 定性温度下烟气定压比热容 | kJ/(kg·K) | |
3 | 定性温度下烟气密度 | kg/m3 | |
4 | 定性温度下烟气导热系数 | ||
5 | 定性温度下烟气粘度 | kg/m3 | |
6 | 定性温度下普朗克数 | kW | |
7 | 标况下烟气密度 | kW | |
8 | 烟气放出热量 | kW | |
9 | 空气理论吸收热量 | kW | |
10 | 空气实际吸收热量 | kW | |
11 | 冷空气出口温度 | ℃ | |
12 | 热管外径 | mm | |
13 | 热管内径 | mm | |
14 | 纵向管子中心距 | mm | |
15 | 横向管子中心距 | mm | |
16 | 标准迎风面速度 | m/s | |
17 | 迎风面积 | m2 | |
18 | 迎风面宽度 | m | |
19 | 总传热系数 | W/(m2·K) | |
20 | 管束最小流通截面积 | m2 | |
21 | 流体最大质量流量 | kg/(m2·h) | |
22 | 雷诺准则数 | ||
23 | 换热系数 | W/(m2·K) | |
24 | 翅片高度 | mm | |
25 | 翅片厚度 | mm | |
26 | 翅片间距 | mm | |
27 | 每米热管长的翅片数 | ||
28 | 翅片效率 | ||
29 | 每米长热管管外总表面积 | m2 | |
30 | 每米长热管的翅片表面积 | m2 | |
31 | 每米长翅片间管表面积 | m2 | |
32 | 所需热管数 | ||
33 | 换热器纵深排数 | ||
34 | 热管外有效传热系数 | W/(m2·K) | |
35 | 容积当量直径 | m | |
36 | 平均管壁温度 | ℃ | |
37 | 通过换热器的压降 | Pa | |
38 | 热管蒸发段长度 | mm | |
39 | 热管冷凝段长度 | mm | |
40 | 热管工作温度 | ℃ | |
41 | 刚材许用应力 | MPa | |
42 | 换热器箱体宽度 | mm | |
44 | L | 气流流向深度 | mm |
45 | 换热器箱体长度 | mm | |
上标 | |||
46 | c | 冷侧流体 | |
47 | h | 热侧流体 | |
下标 | |||
48 | f | 翅片 | |
49 | i | 热管内部 | |
50 | o | 热管外部 | |
51 | w | 管壁 | |
52 | y | 污垢 | |
53 | 1 | 进口 | |
54 | 2 | 出口 | |
第一章 绪 论
1.1 研究背景
我国是纺织印染大国，纺织品产量占世界总产量的40%左右。印染行业是提升服装、家用纺织品质量和附加值的关键行业，是纺织工业链中的重要组成部分[1]。与国外先进水平相比，中国印染业的总体工艺与技术比较落后，成为制约行业发展的瓶颈。
我国印染企业主要分布在浙江、江苏、山东、福建和广东沿海五省[2l，据中国纺织工业协会统计中心的统计，这五个省2010年的产量占全国总产量的91.2%，达549亿米，其中浙江省占全国比重的57.8%，产量为348亿米。浙江省绍兴地区是我国纺织印染企业重镇，共有印染企业400多家，年产值200亿左右，约占全国总量的30%[3]，仅绍兴滨海工业园区就有印染企业150多家，是纺织印染行业的集聚区。虽然绍兴市大力发展纺织印染，但仍是粗放型的发展模式，高耗能、高污染、自动化程度低是整个印染行业的基本现状[4] 。
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