热管热力学计算书

第一章设备预算

1、设备参数 项次 参数名称 进口温度 烟 出口温度 气 烟气流量 侧 烟气压力 烟气成分 进口温度 空 出口温度 气 空气流量 侧 空气压力 空气成分 外形尺寸 接口 长 宽 高 烟气侧 单位 ℃ ℃ Nm/h Pa ℃ ℃ Nm/h Pa mm mm mm Mm×mm Mm×mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm 排 kg kg kg kg kg kg 合计 数值 355 145 6799 0 6440 φ25 12.5 1.2 15 965 φ25 12.5 1 8 935 62 54 正三角 备注 客户给定 客户给定 客户给定 计算后，建议压力 按标准烟气、粉尘多 客户要求，300℃以上 计算值，受出口温度影响 计算后，建议压力 按标准空气 实际应有出入 实际应有出入 实际应有出入 设计参数 空气侧 基管 翅片高 烟 气 翅片厚 侧 螺距 有效长度 关 基管 键翅片高 元空 翅片厚 件气 螺距 参侧 数 有效长度 横向间距 纵深间距 纵深排数 排布形式 设热管 备管板 重壳体 量附件 及支撑槽钢 报外包装 价 中标后附详细图纸 中标后附详细图纸 主机报价： 第二章 工程热力学计算

设计参数及要求：

空气温度：tc1=0℃；tc2=220℃； 烟气温度：th1=355；th2=145℃ 烟气流量：qh=10000Nm3/h；

根据设计经验,无机高效热管定型为: 热管φ25×3(GB3087)

烟气侧长度0.965m；空气侧长度0.935m；工艺连接长度为0.1m； 烟气侧螺距为Ph=15mm；翅片高lhh=12.5mm；翅片厚空气侧螺距为Pc=8mm；翅片高lhc=12.5mm；翅片厚横向间距ST=0.062m；纵深间距:SL=0.054m；

煤气侧单位长度翅片数nfn?67片；空气侧单位长度翅片数nfn?125片； 换热计算（确定传热元件） 计算换热量计算传热量Q

ht1h?t2?250℃ ①烟气定性温度t?2hf?fh =1.2mm；

?fc =1 mm；

查得定性温度下烟气的参数： 定压比热密度：粘度：

hCpo＝1.1095kJ/kg?C；

?hf??hf?0.687kg/m;

26.355?10kg/(m?s)。

?63导热系数：?fh?4.425?10?2w/?m?s? 普朗特数：Pr＝0.66 ②烟气放热量Qh

hhhQh?Vh??hf?Cp??t1?t2??6799?0.687?1.1095??355?145?/3600h

?302.3kw③热管传到空气侧的热量

考虑烟气侧有3％热损，

故：Qc＝302.3（1－3％）＝293.23kW。 ④空气侧实际获得热量Q??

考虑冷侧3％热损，

故：Qc?＝293.23?（1－3％）＝284.43kW。 ⑤空气流量出口温度; 空气流量：q=6440Nm3/h；

c估计空气出口温度为：t2?158℃

ct1c?t2?79℃ 定性温度t?2cfc； 定压比热：Cp?1.009kJ/（kg·℃）3； 密度：?c?1kg/mf?6粘度：?cf?21.1?10kg/(m?s)。 ?2导热系数：?cf?3.05?10w/(m?k)

普朗特数：Pr＝0.692

ccc换热关系：Qc1?Vhc??cf?Cp?t2?t1?/3600

hc1求得空气出口温度为： t2?157.6℃

158?1)?100%?0.64% ＜2% 估计偏差：??(157.6可视为满足数学回归。 计算对数平均温差?tm

对数平均温差：?tm=?t1??t2?182.77 ??t1?ln????t2?确定迎风面积Aex和迎风面管排数B 热管烟气侧长度： lh?0.965m ①取标准迎面风速wN?2.5m/s；

Vh②烟气侧迎烟气侧迎风面积：A??0.755m2

wNhexhAex0.755③迎风宽度：E???0.78m

lh0.965hEh④迎风宽度上热管数量:B=?12.6取13支;

ST⑤实际迎风宽度:Eh1?0.062?13?0.806m

h1⑥实际迎风面积:Aex?0.806?0.965?0.778m2

'wN ⑦实际迎面风速=2.42m/s

(4) 求总传热系数UH 管束最小流通截面积NFA：

??lh?B?0.44m2； 热侧:NFAh??S?d?2l???n????T0hhfhfh????lc?B?0.414m2 冷侧:NFAc??S?d?2l???n????T0hcfcfc??最大质量流速Gmax

热侧:Ghmax?Vfh??hfNFAh?10.6157?103kg/(m2?h)；

冷侧:Gcmax?Vfc??cfNFAc?15.5556?103kg/(m2?h)

求

Ref

hfhGmax?d0热侧:Re??hfCGmax?d0?2797；

冷侧:Re?Cf?Cf?5144

求流体给热系数

hfhf

热侧：h?0.137??fhd0?Rehf?0.638??Prh???Pr1/3?33.35w/(m2?s)冷侧：h?0.137?

Cf?Cfd0?Re?C0.638fC1/3??34.27w/(m2?s)

求翅片效率

hf?f

2?hhfkw??fh?0.425

热侧：??lhh查图得：冷

?hf?0.95。

侧

：

0.a.x?L??h??f热侧:?P???h?h???2?g?DeV??hf?w?2hfh??Gm?0?D??SL???????S?T??ST?hheV冷侧：??lCf2?hCfkw???0. 4fCC查图得：

?cf?0.94

求热管管外总表面积 ①加热段热管表面积 翅片表面积

Afh为：

???Afh??2??d2f?d20????df??f??lh?0.2m2

?4?其中，d0＝0.025m，df＝0.050m。 翅片间光管表面积Ahr为：

2

m。 Ahr???d0?lh(1??f?Nh)?0.076f加热段热管管外总表面积Ah为： Ah?Afh。 ?Ah?mr0.276 ②冷却段管外表面积Ac 翅片表面积

2Afc

???Afc??2??d2f?d20????dfc??fc??nc?0.4596m2

?4?单位长度翅片间光管表面积Acr为：

2

m； Acr???d0?lc(1??f?Nc)?0.069f段热管管外总表面积AC；

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