12000Nm3h热管式空气加热器的设计毕业论文
2022-06-09 10:06
论文总字数：19568字
摘 要
热管是20世纪60年代发展起来的具有极高导热性能的传热元件，导热系数非常大，是金属(Ag、Cu、A1)的102～104倍。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。
本文在对热管传热机理研究的基础上，通过对热管式空气预热器在换热过程中热量、阻力、温度等传递过程的设计计算，制作了用于烟气回收的热管式空气预热器，通过实际使用验证了性能的可靠性和结构的可行性。
关键词：热管 热管换热器 结构参数 设计计算
Design of 12000Nm3/h heat pipe type air heater
Abstract
Heat pipe is a kind of heat transfer components developed in 1960s. It has a very high thermal conductivity, which is 102 to 104 times larger than metal (Ag, Cu, Al). Because of its simple structure, strong control, heat exchanger, high efficiency, power consumption, etc, and heat pipe heat exchanger more and more attention, is a very good prospect heat transfer equipment.
On the basis of the studying to heat pipe heat transfer mechanism, the heat pipe air preheater is produced through designing and calculatin to which such as heat resistance, temperature, heat pipe air preheater in the process of heat transfer. The reliability and feasibility of the structure is verified by the actual use of performance in the process of flue gas recoverying.
Key words: Heat pipe; Heat pipe heat exchanger; Structural parameters; Design calculation
符号说明
迎风面积 | m2 | ||
每米长热管管外总表面积 | m2 | ||
每米长热管的翅片表面积 | m2 | ||
每米长翅片间管表面积 | m2 | ||
换热器箱体宽度 | mm | ||
换热器箱体长度 | mm | ||
定性温度下烟气定压比热容 | kJ/(kg·K) | ||
容积当量直径 | m | ||
热管外径 | mm | ||
热管内径 | mm | ||
迎风面宽度 | m | ||
流体最大质量流量 | kg/(m2·h) | ||
H | 换热器箱体高度 | mm | |
换热系数 | W/(m2·K) | ||
翅片高度 | mm | ||
L | 气流流向深度 | mm | |
热管蒸发段长度 | mm | ||
热管冷凝段长度 | mm | ||
换热器纵深排数 | |||
管束最小流通截面积 | m2 | ||
热管外有效传热系数 | W/(m2·K) | ||
每米热管长的翅片数 | |||
所需热管数 | |||
定性温度下普朗克数 | kW | ||
烟气放出热量 | kW | ||
空气理论吸收热量 | kW | ||
空气实际吸收热量 | kW | ||
雷诺准则数 | |||
纵向管子中心距 | mm | ||
横向管子中心距 | mm | ||
热管工作温度 | ℃ | ||
烟气侧定性温度 | ℃ | ||
冷空气出口温度 | ℃ | ||
平均管壁温度 | ℃ | ||
总传热系数 | W/(m2·K) | ||
翅片间距 | mm | ||
定性温度下烟气密度 | kg/m3 | ||
定性温度下烟气导热系数 | |||
定性温度下烟气粘度 | kg/m3 | ||
标况下烟气密度 | kW | ||
标准迎风面速度 | m/s | ||
翅片厚度 | mm | ||
翅片效率 | |||
通过换热器的压降 | Pa | ||
刚材许用应力 | MPa |
上标
c | 冷侧流体 | ||
h | 热侧流体 | ||
下标
f | 翅片 | ||
i | 热管内部 | ||
o | 热管外部 | ||
w | 管壁 | ||
y | 污垢 | ||
1 | 进口 | ||
2 | 出口 |
目 录
摘 要 I
Abstract II
符号说明 III
第一章 绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2几种热管换热器的性能特点 2
1.2.1标准热管 2
1.2.2重力热管 3
1.2.3重力辅助热管 5
1.2.4旋转热管 5
1.3工质与工质的选择 5
1.3.1工质 5
1.3.2工质选择的原则 6
1.4热管的主要用途 6
1.4.1电力工业 7
1.4.2化工及石油化工 7
1.4.3建材建筑及轻纺工业 7
1.4.4交通工程 8
1.4.5电子工业 8
1.4.6航空航天 8
1.4.7动力工程 9
1.5国内外研究现状 9
第二章 热力计算 11
2.1原始资料 11
2.2热管原件的基本选择 11
2.3计算烟气流量Gh 12
2.4计算传热量Q 12
2.5冷空气出口温度及对数平均温差 13
2.6确定迎风面积及迎风面管排数B 14
2.7求总传热系数 15
2.8求加热侧总传热面积 18
2.9求所需热管数n 18
2.10求换热器纵深排数m 18
2.11求通过热管换热管的压力降 18
2.12求热管的第一排的管内流体温度 20
2.13求蒸发段热管的最后一排管壁温度 21
2.14强度校核 21
第三章 结论与展望 23
3.1热管及热管换热器的最新进展 23
3.2换热器的先进设计方法 23
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