气—气热管换热器的传热计算
热管换热器计算
热管换热器计算
(2009-02-20 22:50:45)
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热管换热器计算
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热管换热器计算可用热平衡方程式进行计算，对于常温下使用的通风系统中的热管换热器的换热后温度，回收的冷热量也可用下列公式计算，由于公式采用的是显热计算，但实际热回收过程也发生潜热回收，因此计算值较实测值偏小，其发生的潜热回收可作为余量或保险系数考虑。
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热管换热器的计算：
1. 热管换热器的效率定义
η=t1-t2
/t1- t3 (1-1)
式t1、t2——新风的进、出口温度（℃）
t3——排风的入口温度（℃）
2.热管换热器的设计计算
一般已知热管换热器的新风和排风的入口温度t1和t3，取新风量L x 与排风量L P相等。即L x = L P，新风和排风的出口温度按下列公式计算：
t2=t1－η(t1－t3) (1-2)
t4=t3＋η(t1－t3) (1-3)
t4——排风出口温度（℃）
回收的热量Q (kW), 负值时为冷量：
Q(kW)= L xρX C x（t2-t1）/3600 (1-4)
式中L x——新风量（m3/h ）
ρx——新风的密度（kg/m3）（一般取1.2 kg/m3）
C x——新风的比热容，一般可取1.01kJ/ (kg ·℃)。
3.选用热管换热器时，应注意：
1）换热器既可以垂直也可以水平安装，可以几个并联，也可以几个串联；当水平安装时，低温侧上倾5℃~7℃。
2）表面风速宜采用1.5 m/s~3.5m/s。
3）当出风温度低于露点温度或热气流的含湿量较大时，应设计冷凝水排除装置。
(完整版)气气热管换热器计算书
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t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度t 2c
，饱和蒸汽压力
p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 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180C .空气入口温度t 1c
.所选取的各参数值
如下：
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： t f =
t 1+t 22
=
420°C+200°C
2
=310°C
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平均值所得出：
烟气入口处： t i =t 1+t 2
c ×45
=420°C+152°C×4
5
=180°C 烟气出口处：t o =
t 2+t 1
c ×45
=
200°C+20°C×4
5
=56°C
选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C o o ，满足要求，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√
Q c
r(ρv p v )12
根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW ，在t o =56°C 启动时
ρv =0.1113kg/m 3
p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg
因此 d v =1.64√
Q c
r(ρv p v )1
2
=10.3mm
由携带极限确定所要求的管径
d v =√
1.78×Q ent
热管换热器设计计算及设计说明
热管换热器设计计算及设计说明热管换热器设计计算及设计说明
1.引言
1.1 背景
1.2 目的
1.3 范围
2.设计要求
2.1 传热需求
2.2 材料选择
2.3 设计参数
①换热面积
②压降限制
③管子尺寸
④工作温度
3.热管换热器基本原理
3.1 热管换热器工作原理
3.2 热管换热器的优点和应用领域
4.设计计算
4.1 换热器传热计算
①热传导模型
②热阻计算
4.2 管子尺寸计算
4.3 热管液体填充计算
4.4 压降计算
5.设计方案
5.1 热管换热器结构设计
①整体结构
②管板结构
③热管布置
5.2 材料选用及制造工艺
6.工程图纸
6.1 总装图
6.2 管板图
6.3 管子图
6.4 附件图
7.安装与使用注意事项
7.1 安装步骤
7.2 操作须知
7.3 维护保养
附件：
1.热管换热器结构设计图纸
2.材料选择与使用说明书
3.设备运行参数记录表
本文所涉及的法律名词及注释：
1.设计要求：设计过程中必须满足的相关要求和标准。
2.传热需求：根据工况和热流量确定的需要传热的要求。
3.材料选择：根据工作条件和传热要求选择合适的材料进行设计和制造。
4.设计参数：在设计过程中使用的相关参数，如换热面积、压降限制等。
5.工作温度：换热器在实际工作过程中的温度范围。
6.热传导模型：用于计算热管换热器传热效果的数学模型。
7.热阻计算：通过计算换热管道和外界之间的热阻来评估传热效果。
8.管子尺寸计算：根据传热需求和阻力要求，计算管道的尺寸。
9.热管液体填充计算：根据液体性质和工作温度，计算填充液体的数量和性质。
10.压降计算：根据流体流速和管道尺寸计算流体流经换热器时的压降。
气气热管换热器计算书
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，t3，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.t2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：
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
半均值所得出：
烟气入口处：q =如+営=420・c+严z = 18O°C
烟气出口处：. t2+tiX4 200°C+20°Cx4
l° 5 5 C
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.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
10 = 56吃启动时
p v = O.1113k^/7H3
p v = 0.165 X 105pa
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 1.78 X Qent
P 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
气气热管换热器计算书
气气热管换热器计算书
热管换热器的设计计算
1.确定换热器工作参数
在设计热管式换热器时，需要确定烟气进出口温度t1和
t2，烟气流量V，空气出口温度t2，以及饱和蒸汽压力pc。对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300℃以下，而t2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℃。所选取的各参数值如下：
烟气流量：m2/h
饱和蒸汽压力：0.2MPa
空气出口温度：120℃
空气入口温度：20℃
排烟入口温度：20℃
排烟出口温度：200℃
2.确定换热器结构参数
2.1 确定所选用的热管类型
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平均值所得出。对于本设计，烟气入口处的温度为180℃，烟气出口处的温度为56℃。因此，选取钢-
水重力热管作为工作介质，其工作温度为30℃~250℃，相容
壳体材料为铜和碳钢（内壁经化学处理）。
2.2 确定热管尺寸
在确定热管尺寸时，需要根据音速极限和携带极限来选择管径。根据参考文献《热管技能技术》，取参考功率范围
Qc=4kW，在t2=56℃启动时，可得到热管的管径为10.3mm。
根据参考文献《热管技能技术》，取参考功率范围Qent=4kW，在管内工作温度ti=180℃时，可得到热管的管径为1.11mm。
根据给定的公式，计算得到热管的内径为22mm，管壳厚
度为1.5mm，外径为25mm。为保证翅片效率在0.8以上，选
取翅片高度为11mm，厚度为0.5mm，翅片间距为5mm，肋
化系数为8.7.将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距
取70mm。确定热管的热侧和冷侧管长。
烟气余热利用换热器设计与计算
(5) 环境适应性。热管最初是应用于空间事业，而今，热管已经广泛应用于石油、化工、冶金、动力、机械、制药等各个领域，其结构形式可随应用领域的不同而广泛变化，其长度也可随传递热量的多少而改变，所以说，热管具有广泛的适应性。
(2) 优良的等温性。在热管内的传热过程，由于是相变过程，热管内腔的蒸汽处于饱和状态，流动过程产生的压降很小，且工作液的纯度很高，所以，在整个过程中，热管的工作温度基本上是不变的，因此热管具有优良的等温性。
(3) 热流方向可逆性。对于热管来说，哪一端接触高温流体，哪一端就是加热段，哪一端接触低温流体，哪一端就是冷却段，因此，热管传递热量的方向完全是由外界环境决定的，热管本身不区分蒸发段与冷凝段。因此，热管的热流方向是可逆的。
周次
第 1 ～ 4 周
第 5 ～ 8 周
第 9～12 周
第13～16 周
第 17 ～18 周
应
完
成
的
内wenku.baidu.com
容
检索相关技术资料，熟悉毕业课题，完成外文翻译，完成开题报告
根据废气排放特点，进行换热器热力及结构计算
进行换热器辅助计算
完成换热器结构设计与布置
(完整word版)热管换热器设计计算及设计说明书
热管换热器设计计算及设计说明书
第一章热管及热管换热器的概述
热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。
热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明[1］,它是利用封闭工作腔内工质的相变循环进行热量传输，因而具有传输热量大及传输效率高等特点。随着热管制造成本的降低，尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决，热管凭借其巨大的传热能力，被广泛应用于石油、化工、食品、造纸、冶金等领域的余热回收系统中.热管气—气换热器是最能体现热管优越性的热管换热器产品，它正在逐步取代传统的管壳式换热器。热管气-气换热器是目前应用最广泛的一种气—气换热器.
我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气—气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥,因此应用前景非常广阔。据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85％，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。如果我国锅炉的热效率能够提高10％，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义[2~6].
管式换热器的计算公式
管式换热器的计算公式
管式换热器的计算公式主要涉及到换热面积、热负荷、传热系数等方面，具体如下：
1. 换热面积计算公式：A=πdnL，其中d是管子的内径，n是管子的数量，L是管子的长度。
2. 热负荷计算公式：Q=(m1-m2)Cp(T1-T2)，其中m1和m2是两个流体的质量流量，Cp是比热容，T1和T2是两个流体的温度差。
3. 传热系数计算公式：kd=m/πdnλv，其中λv是导管内膜的热导率，m是质量流量，d是导管的内径，n是导管数量。
4. 还有一个公式是：a=q/k(tr-△t)，其中a为换热面积，q为总换热量，k 为导热系数。
这些公式在不同的场合有不同的应用，请根据实际情况选择合适的公式进行计算。
气气列管换热实验报告
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篇一：气气列管换热实验实验指导书
气气列管换热实验实验指导书
一、实验目的
1．测定列管式换热器的总传热系数。2．考察流体流速对总传热系数的影响。
3．比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。
二、基本原理
在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。
达到传热稳定时，有
T
图4－1间壁式传热过程示意图
Q?m1cp1?T1?T2??m2cp2?t2?t1??KA?tm
（4－1）
式中：Q－传热量，J/s；
m1－热流体的质量流率，kg/s；cp1－热流体的比热，J/(kg?℃)；T1－热流体的进口温度，℃；T2－热流体的出口温度，℃；m2－冷流体的质量流率，kg/s；cp2－冷流体的比热，J/(kg?℃)；t1－冷流体的进口温度，℃；
t2－冷流体的出口温度，℃；
K－以传热面积A为基准的总给热系数，w/(m2?℃)；?tm －冷热流体的对数平均温差，℃；
热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—2）计算，
?tm?
?T1?t2T2?t1?（4－2）
lnT1?t2T2?t1
列管换热器的换热面积可由式（4—3）算得，
A?n??dL（4—3）其中，d为列管直径（因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以d取列管内径），L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。
热管的换热基本知识及其换热计算
热管的换热原理及其换热计算
一热管简介
热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件，热
管最早应用于航天领域，时至今日，已经从航天、航天器中的均温和
控温扩展到了工业技术的各个领域，石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。
热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构
成，热管自身形成一个高真空封闭系统，沿轴向可将热管分为三段，
即蒸发段、冷凝段和绝热段。其结构如图所示：
condensation adiabatic section evaporation
vapor flow
container
liquid flow
热管的工作原理是：外部热源的热量，通过蒸发段的管壁和浸满
工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升；液体温度上升，液面蒸发，直至达到饱和蒸气压，此时热量以潜热的方式传给蒸气。蒸发段的饱
和蒸汽压随着液体温度上升而升高。在压差的作用下，蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，放出潜热。放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热，传给热管外冷源。冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段，完成一个循环。如此往复，不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。绝热段的作用除了为流体提供通道外，还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用，并使管内工质不与外界进行热量传递。
在热管真空度达到要求的情况下，热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。根据热管的不同应用场合，我公司设计有多种不同的热管吸液芯，包括：轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证，多年实践证明，我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。
气—气管式换热器换热计算及讨论
气一气管式换热器换热计算及讨论
于文江王颖王来
（哈尔滨东宇农业工程机械有限公司，哈尔滨市１５００９０）
摘要：本文分别计算了烟气在管槽内强迫流动时的换热和空气横向绕流管束时的换热，确定管内外换热的大小和强弱．井指出管外换热强度必须大于或等于管内换热强度。同时检验已定参数的合理性，为下一步进行换热器的系列设计计算提供依据。
关键词：汽．气管式换热器换热系数定性温度定型尺寸特征速度努谢尔特准则
≮ｘＫｘｒ
ＣＡＬＣＵＬＡＴＩｏＮＡＮＤＤＩＳＣＮＳＳＩｏＮＯＦＣＯＭＭＵＴ工ＮＧＯＦＧＡＳ—ＧＡＳ
ＴＵＢＥＥＸＣ｝粼ＥＲ
（ＨａｒｂｉｎＤｏｎｇｙｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｒｙＬｉｍｉｔｅｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０）
为了获得较高的传热系数，同时又不使烟气、空气阻力过大，（一般烟速控制在１０～１４ｍ／ｓ，空气流速在５－７ｍ／ｓ）。避免换热器设计中的盲目和不合理。当初步设定换热器的主要参数后．需分别对烟气在管内强迫流动时的换热及空气横向绕流管柬的换热进行计算，以确定两对流换热时的换热系数，并比较其大小及换热强弱（换热强度与待定的换热器形式及换热面积等因素有关），为卜＿一步进行换热器的发计计算提供依据。
１烟气在管内强迫流动时的换热计算
设：经过烟气再循环（即余热回收系统），烟气入口温度ｔｎ＝７００＂Ｃ；烟气出口温度（排烟温度）ｔｎ＝２００＂Ｃ，烟气平均温度：ｔｆ＝（ｔｎ＋ｔ”）／２＝（７００＋２００）／２＝４５０４Ｃ，管壁平均温度ｔ，＝３５０＂Ｃ，使用外经由５．１ｍｍ壁厚为２．５ｍｍ的无缝钢管，定型尺寸Ｄ＝４６ｍｍ：特征速度ｖ．＝１３ｍ／ｓ。
热管换热器计算
热管换热器计算
热管换热器计算可用热平衡方程式进行计算，对于常温下使用的通风系统中的热管换热器的换热后温度，回收的冷热量也可用下列公式计算，由于公式采用的是显热计算，但实际热回收过程也发生潜热回收，因此计算值较实测值偏小，其发生的潜热回收可作为余量或保险系数考虑。
热管换热器的计算：
1. 热管换热器的效率定义
/t
1- t
3
(1-1)
式t
1、t
2
——新风的进、出口温度（℃）
t
3
——排风的入口温度（℃）
2.热管换热器的设计计算
一般已知热管换热器的新风和排风的入口温度t
1和 t
3
，取新风量L
x
与排风量
L P 相等。即 L
x
= L
P
，新风和排风的出口温度按下列公式计算：
t
2
=t
1
－η(t
1
－t
3
) (1-2)
t
4
=t
3
＋η(t
1
－t
3
) (1-3)
t
4
——排风出口温度（℃）
回收的热量Q (kW), 负值时为冷量：
Q(kW)= L
x ρ
X
C
x
（t
2
-t
1
）/3600 (1-4)
式中 L
x
——新风量（ m3/h ）
ρ
x
——新风的密度（kg/m3）（一般取1.2 kg/m3）
C x ——新风的比热容，一般可取1.01kJ/ (kg ·℃ )。
η=t
1-t 2
3.选用热管换热器时，应注意：
1）换热器既可以垂直也可以水平安装，可以几个并联，也可以几个串联；当水平安装时，低温侧上倾5℃~7℃。
2）表面风速宜采用1.5 m/s~3.5m/s。
3）当出风温度低于露点温度或热气流的含湿量较大时，应设计冷凝水排除装置。
4）冷却端为湿工况时，加热端的效率η值应增加，即回收的热量增加。但仍可按上述公式计算（增加的热量作为安全因素）。需要确定冷却端（热气流）的终参数时，可按下式确定处理后的焓值，并按处理后的相对湿度为90%左右考虑。
套管式换热器液气换热传热系数
套管式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、电
力等行业。在工业生产中，液体和气体的换热传热系数对设备的性能
和效率有着重要的影响。研究套管式换热器的液气换热传热系数是非
常有意义的。
一、套管式换热器液气换热传热系数的定义
液气换热传热系数是指在套管式换热器中，液体和气体之间进行换热
传热时的传热效率。它反映了液体和气体之间热量传递的快慢和效率
高低。
二、影响套管式换热器液气换热传热系数的因素
1. 流体性质：液体和气体的物理性质和热物性对换热传热系数有着重
要的影响。流体的导热系数、粘度、密度等指标会直接影响传热系数
的大小。
2. 换热器结构：套管式换热器的结构参数，如壁厚、管道长度、管道
间距等都会影响换热传热系数。合理的结构设计可以提高传热效率。3. 流体流动状态：流体的流动状态对换热传热系数有着重要的影响。
湍流状态下的传热系数要高于层流状态。
4. 温度差：液体和气体之间的温度差也会影响换热传热系数，通常情
况下，温度差越大，传热系数越高。
三、套管式换热器液气换热传热系数的计算方法
1. 根据传热学的基本理论，可以利用换热传热系数的经验公式来计算。
对于对流换热，可以使用努塞尔数和普朗特数来计算传热系数。
2. 对于复杂的工况，可以采用数值模拟方法来计算。通过建立数学模型，利用计算流体力学（CFD）软件对流态场和温度场进行数值模拟，最终求得换热传热系数。
3. 实验方法也是研究换热传热系数的常用手段。通过设计合理的实验
方案，利用实验设备和手段来测试不同工况下的换热传热系数。
四、套管式换热器液气换热传热系数的提高方法
热管换热器计算范文
热管换热器计算范文
一、热管换热器的基本原理
热管是一种通过毛细管作用原理实现传热的设备。它由一个密封的金
属管壳和内部填充的工作介质组成。当热管一个端子受热时，工作介质在
其内部蒸发成蒸汽，并通过毛细管作用传输到冷端。在冷端，蒸汽会凝结
成液体，并通过毛细管作用返回到热端，形成一个循环。这样，热能就从
热端传输到冷端。
热管换热器的基本原理是利用热管的这种传热特性实现热交换。当冷
却介质从外部通过热管壳体流过时，冷却介质会吸收热管内部传来的热能，并带走。同时，如果需要加热，可以通过加热介质在热管壳体外部流动，
使热能传递到热管内部，再通过热管传递到被加热介质。
二、热管换热器的计算方法
1.尺寸设计
(1)热管长度的设计
热管长度的设计需要考虑传热区的传热量和热管的传热能力。一般来说，传热量越大，热管的长度就越长。在设计中，可以通过传热面积和传
热系数之间的关系来确定热管的长度。
(2)热管直径的设计
热管直径的设计需要考虑热管内部液膜的稳定性和热传导的能力。一
般来说，热管直径越大，热管的热传导能力就越强。在设计中，可以通过
液膜厚度和热传导系数之间的关系来确定热管的直径。
(3)热管间距的设计
热管间距的设计需要考虑传热区的总传热量和各热管之间的传热均匀性。一般来说，传热量越大，热管间距就越小。在设计中，可以通过传热面积和总传热量之间的关系来确定热管的间距。
2.传热量计算
(1)传热面积的计算
传热面积的计算需要考虑热管的外表面积和内部液膜的面积。一般来说，传热面积越大，传热量就越大。在计算中，可以通过热管的外径、长度和液膜厚度来确定传热面积。