-
热管换热器设计计算
1
确定换热器工作参数
1.1
确定烟气进出口温度
ti
，
t
3
，烟气流量
V,
空气出口温度頁，饱和蒸汽压力
Pc
?对于热管式换热器，
ti
范圉一般在
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
< br>2
的选定要避免烟气结露形成
灰堵及低温腐蚀，一般不低于
180°
C.
空气入口温度的
.
所选取的各参数值
如下：
烟气流量
V
40000m7h
饱和蒸汽
压力
Pc
0. 2MPa
空气出口
温度
塩
120°
C
空气入口
温度
20°
C
排烟入口
温度
b
420°
C
排烟出口
温度
t
2
200°
C
2
确定换热器结构参数
2.1
确定所选用的热管类型
烟气定性温度：
f
宇
_4
沁；
2
沁
=310
比
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<
/p>
半均值所得出：
烟气入口处：
q =
如
+
営
=
420
?
c+
严
< br>.
l
°
t
2
+tiX4
5
z =
18O°
C
C
烟气出口处：
选取钢
-
水
重力热管
.
其工作介质为水
.
工作温度为
30OC~250°
C
?
满足要求
.
200°
C+20°
Cx4
5
其相容壳体材料
：铜
.
碳钢（内壁经化学处理）。
2.2
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
d
v
= 1.64
Qc
t
J
厂
9
必
)2
根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范闱，取
Qc
=4kW,
在
1
0
=
56
吃启动时
p
v
=
O.1113k^/7H
3
p
v
= 0.165 X
10
5
pa
r
=
2367.4
幼
/kg
因此
d
v
= 1.64
I
! = 10.3 mm
yr(
p
v
p
v
)l
由携带极限确定所要求的管径
d
_ I
P
1.78 X
Qent
Ji
(P
L
1/4
+
P
V
~
1/4
)
_2
^(P
L
-
Pv]
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
ent
=4kw
管内工作温度
t
t
=
180°
C
时
P
L
=
886.9kg/m
3
pv
=
5.160/c^/m
3
r =
203kJ/kg
J = 431.0xl0^N/m
因此
178x4
nx20L3x(8Q6.^
i
/4+SA6^
i
/4)-2<
/p>
[
gX
431.0xl0-
4
(886.9-5.160)]
1
/4
=13.6nun
考虑到安全因素，最后选定热管的内径为
4 = 22111111
管売厚度计算由式
Pv4
20qcr]
式中，
Pv
按水钢热管的许用压力
28.5kg /nmr
选
取，由对应的许用
230°
C
來选
取管壳最大应力乐朋
=14kg/nim
2
,
而
<
br>2.5
[
(
7,^ =
3.5ka / nmr 4
28
?
5x
0.022
=0.89611U11
200x3.5
管壳外径：
df =4+2S= 22+2x1.5=
25mm.
考虑安全因素，
= 1.5111111,
通常热管外径为
25
?
38mm
时，翅片高度选
10
?
17mm
（—般为热管外径的一
半），厚度选在
0.3~1.2mm
为宜，应
保证翅片效率在
0.8
以上为好
.
翅片间距对
干净气流取
?
4mm
：
积灰严重时取
6
?
12in
m,
并配装吹灰装置
.
综上所述
,
热管参数如下：
光管内径
d]/mm
光管外径
d
。
/mm
25
翅片外径
d
f
/mm
50
翅片高度
If /mm
翅片厚度
6 /mm
翅片间距
Sf /nun
肋化系数
P
8.7
22
12.5
1
4
翅片节距：
Sf =
Sf
+
务
=4+1= 5mm
每米热管长的翅片数：
n
厂啤
= ^ =
200/m
S
f
5
肋化系数的计算：
每米长翅片热管翅片表面积
Af =
[2x^.x
（
d^-d
；）
+ ^ d
f
.
J
f
] n
f
4 4
每米长翅片热管翅片之间光管面积
A=”a（
i-
i“
込）
每米长翅片热管光管外表面积
肋化系
数
:
宀訂
-
4
[2x^x(d^-d;) + ^
d
f
J
f
]
n
f
l + ^
d
o
(l-n
f
J
f
)
力
4
[0.5 x (O.O5
2
- 0
025
3
) + 0 05 x0 0011x200 +
0.025 x(l-0.2)
o
-
---------------------------
--------------------------------------------------
---------=8.7
0.025
2.3
确定换热器结构
将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距
S' =
（
1.2~1.5
）
蚣
取
S’
=
70nmio
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