16000Nm3h烟气-煤气换热器的设计毕业论文
2022-06-09 10:06
论文总字数：17515字
摘 要
热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。由热管元件组成的，利用热管原理实现热交换的换热器称之为热管换热器。由于其结构简单、可操控性强、换热效率高、动力消耗小等优点，热管换热器越来越受到人们的重视，是一种应用前景非常好的换热设备。
本文就热管换热器的发展现状、趋势、应用及设计做了一个简要的论述，着重探讨了热管换热器的设计。在讨论热管换热器的设计过程中，主要针对其热力计算、热管结构尺寸的选择，经济合理性等进行着重讨论，根据所计算数据设计了一个完整的热管换热器模型。
关键词：热管 热管换热器 结构参数 设计计算
Abstract
With phase change heat transfer properties of the medium fast through the heat pipe heat transfer body heat quickly to heat outside, heat pipe is relying on its own internal working fluid phase change heat transfer components, which is to achieve full use of the principle of heat conduction. The heat capacity has been than any known metal. The use of the principle of heat pipe heat exchanger for thermal exchange called the heat pipe heat exchanger. Because of its simple structure,strong control, heat exchanger, high efficiency, power consumption, etc, and heat pipe heat exchanger more and more attention, was a very good prospect heat transfer equipment. At present, it has been widely used in power, chemical, metallurgy, electric power, computers and other fields.
In this paper, the development of heat pipe heat exchanger status, trends, applications and design had a brief discussion, focused on the design of heat pipe heat exchanger. Heat pipe heat exchanger in the discussion of the design process, mainly for the thermal calculation, equipment, structural calculations, component selection of parameters made a reasonable construction and design combined with the actual situation of the air heat pipe heat exchanger preheating the basic model.
Key words: Heat pipe; Heat pipe heat exchanger; Structural parameters; Design calculation
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热管的工作原理 ..2
1.2.1 分类 ..2
1.2.2 原理 ..2
1.2.3主要形式与特点 ..2
第二章 热管的工作原理 ..4
2.1热管及其性能特点 ..4
2.2热管结构及工作原理 ..4
2.3热管的基本特性 ..5
第三章 热管换热器发展与应用 ..6
3.1热管换热器原理 ..7
3.2热管研究的发展 ..7
3.3热管换热器的分类 ..7
3.4热管换热器的应用 ..7
3.5国际热管换热器的现状 ..8
3.5.1 国内外热管换热器的发展 ..8
3.5.2 热管换热器存在的问题 ..9
3.5.3 我国热管换热器的存在的典型性问题 ..9
3.6 总结 10
第四章 热管换热器的热力计算 11
4.1原始资料 11
4.2设计流程 11
4.2.1、热管原件的基本选择 12
4.2.2、计算烟气流量 13
4.2.3、计算传热量 14
4.2.4、煤气出口温度及对数平均温差 14
4.2.5、确定对数平均温差 15
4.2.6、确定迎风面积及迎风面管排数 16
4.2.7、求总传热系数 16
4.2.8、求加热侧总传热面积 20
4.2.9、求所需热管数 21
4.2.10、求换热器纵深排数 21
4.2.11、求通过热管换热管的压力降 21
4.3 强度校核 26
4.4 经济性校核 26
4.4.1设备总投资 27
4.4.2设备电耗 27
4.4.3年节约费用 27
4.4.4成本回收时间 28
第五章 结论与展望 29
参考文献 30
致 谢 32
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 | 煤气理论吸收热量 | kW | |
10 | 煤气实际吸收热量 | kW | |
11 | 煤气出口温度 | ℃ | |
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 | |
43 | H | 换热器箱体高度 | 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
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