热管换热器计算书

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热管换热器计算

热管换热器计算(2009-02-20 22:50:45)转载标签：热管换热器计算德天热管亚洲热管网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。

本文选自【亚洲热管网】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。

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。

h2=h1－ 36Q/ L×ρ (1-5)式中h1, h2——热气流处理前、后的焓值（kJ/kg）;Q ——按冷气流计算出的回收热量（W）;L ——热气流的风量（m3/h ）；ρ——热气流的密度（kg/m3）。

热管式换热器计算ACCESS程序

热管式换热器计算ACCESS程序目录1.基本参数 (1)2.换热管选择 (1)3.冷热流体参数 (2)4.换热计算 (2)5.换热管受力计算 (2)6.换热器质量计算 (3)1.基本参数2.换热管选择3.冷热流体参数4.换热计算SE1ECT冷热流体参数.项目名称，Round(((t1-t4]-(t2-t3]]∕(1og(t1-t4]-1og(t2-t3]],1]AS[平均温差/℃],round(Q2*CP2*(t4-t3]∕3600Λ]AS[换热功率∕kW],round(1000*[换热功率∕kW]∕[平均温差∕°C]∕25)AS[需要的换热器面积∕π?]5.换热管受力计算SE1ECT换热管选择,项目名称，换热管选择.使用部位，换热管选择.钢管外径，换热管选择.钢管壁厚，换热管选择.钢管材质，换热管选择.TUSE,换热管选择.。

,ROUnd((［钢管外径H钢管壁厚］)*［钢管壁厚］*3.14159,1)AS［钢管断面积/mm?],ROUnd(([钢管外径H钢管壁厚])八2*3,14159/4,1)AS[液体断面积/mn?],换热管选择EroUnd((iif(Pv0.1Oround((P-0.1)*[液体断面积/mm?][)))/[钢管断面积/mm?1I)as[钢管轴向受力∕MPa],皿[钢管轴向受力/MPa]=。

：〜,∖round(σ/[钢管轴向受力∕MPa],1))AS轴向安全系数,iif(P<0.1∕'∞,∖round(。

/(P-0.1)∕(钢管外径-2*钢管壁厚)*2*钢管壁厚口))AS径向安全系数6.换热器质量计算SE1ECT换热管选择,项目名称，换热管选择.使用部位,3*Round(11*[需要的换热器面积∕m2]∕[Aθ∣∕9)AS[计算钢管长度∕m],换热管选择.钢管外径，换热管选择.钢管壁厚，换热管选择qround(17*(q+0.785*(钢管外径-2*钢管壁厚)八2/1000)*[计算钢管长度∕m])AS[换热器估算重量∕kg]FROM换热管选择I NNERJOIN换热计算ON换热管选择.项目名称=换热计算.项目名称；。

(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°C2=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 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=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 cr(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 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m因此 d v =√1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄=13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i管壳厚度计算由式][200d P S iV式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm ,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm故 0.896mm 3.52000.02228.5S考虑安全因素，取 1.5S mm ,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f . 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一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2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n每米长翅片热管光管外表面积o o A d 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.0252.3 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)d f 取S ′=70mm 。

热管换热器的设计计算

1. 1. 1 声速极限的管径
热管中从冷凝段回流到蒸发段的液体的一部分 ,由于蒸汽流的流动将被携带到冷凝段 ,因而造成蒸发段干枯 ,引起蒸发段过热 ,这一极限称为热管的携带限。对重力式无吸液芯热管 , 携带极限的管径可用下式计算 :
dc =
1. 78 Q ent
- 1/ 4 - 1/ 4 π γ(ρ ) + ρV L - 2
L经 = L1 = L2 K2 K1
饱和温度 , K; T1 、 T2 — — — 分别为热流体和冷流体的温度 , K。安全长度比主要用于验证计算确定的长度比是否安全。 1. 3 工质的选择工质的选择要满足与热管材质相容性和热物理
( 4)
2001 年第 3 期王磊 : 热管换热器的设计计算
1. 5 翅片效率与翅化比 1. 5. 1 翅片效率
G
单位 kg/ m2 ・ s
流动方向上的管排数
8 2. 4～2. 7
热管在气体侧传热时热阻较大 , 常采取加翅片的方法来强化传热。加翅片后 ,随翅片高度的增加 , 其温度与热管壁温有一个梯度。当以热管光管面积计算给热系数时 ,即存在一个翅片传热效率问题 ,即 η=
( 见 2. 3 中定义) ,W/ m2 ・ K;
M1 、 M2 — — — 分别为热流体和冷流体的质量流
单管传输功率 (kW)
<1 <3 <7
管径 d o ( 外径) (mm)
16～25 25～32 32～60
量 ,kg/ h 。在计算时 , 需先确定 L 经 , 再根据传热原理求 K1 、 K2 。为此 , 可先估计 K1 、 K2 值 , 估算出 L 经 , 再进行精确的传热计算。 K1 与 K2 值可按表 2 估计。

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°Cx4l° 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^/7H3p v = 0.165 X 105par = 2367.4幼/kg因此d v = 1.64 I ! = 10.3 mmyr(p v p v)l由携带极限确定所要求的管径d _ I 1.78 X QentP 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/m3 pv = 5.160/c^/m3 r = 20\3kJ/kgJ = 431.0xl0^N/m178x4因此nx20L3x(8Q6.^i/4+SA6^i/4)-2 [gX431.0xl0-4(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Pv420qcr]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/nim2,而[<r]= -(7,^ = 3.5ka / nmr 4考虑安全因素，= 1.5111111,管壳外径：df =4+2S= 22+2x1.5= 25mm. 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2.5〜4mm ：积灰严重时取6〜12inm,并配装吹灰装置.综上所述, 热管参数如下：光管内径光管外径翅片外径翅片高度翅片厚度翅片间距肋化系数d]/mmd 。

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设计说明书目录1.引言2.设计目标3.设计计算3.1传热需求计算3.2材料选择3.3热管尺寸计算3.4换热面积计算4.设计结果4.1热管尺寸4.2换热面积5.结论1.引言2.设计目标本设计的目标是设计一个能够满足热量传递需求的热管换热器。

具体设计目标如下：-传热效率高，热量损失小；-体积小，重量轻，便于安装和维护；-耐腐蚀，使用寿命长。

3.设计计算3.1传热需求计算根据所需传热功率和热传导方程，可以计算出所需的换热面积。

传热功率的计算公式如下：Q=U*A*ΔT其中，Q为传热功率，U为传热系数，A为换热面积，ΔT为温度差。

根据具体的应用条件和需求，可以确定传热系数和温度差。

3.2材料选择根据工作温度和压力，选择合适的材料用于热管换热器的制造。

常见的材料有不锈钢、铜、铝等。

需要考虑的因素包括材料的导热性能、耐腐蚀性能和成本等。

3.3热管尺寸计算热管的尺寸设计主要包括直径、长度和分段数等。

热管的直径与流体的流量有关，需要根据实际流量计算得出。

热管的长度与传热效果有关，需要根据传热需求和热管材料的导热性能计算得出。

分段数的选择主要考虑热管结构的复杂度和制造成本。

3.4换热面积计算根据传热功率和传热系数，可以计算出所需的换热面积。

换热面积的计算公式如下：A=Q/(U*ΔT)其中，A为换热面积，Q为传热功率，U为传热系数，ΔT为温度差。

根据具体的应用条件和需求，可以确定传热系数和温度差。

4.设计结果4.1热管尺寸根据具体的传热需求和热管材料的导热性能，计算得出热管的直径为XX mm，长度为XX mm，分段数为XX。

4.2换热面积根据传热功率和传热系数，计算得出所需的换热面积为XXm²。

5.结论本设计通过计算得出了一台满足特定条件下的热管换热器的尺寸和换热面积。

这个设计可以满足传热需求，并具有高传热效率、小体积和耐腐蚀等特点。

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。

本文介绍了烟气余热锅炉中热管的设计计算方法。

首先需要确定烟气标准速度v，一般取2.5~5m/s，假设v=4m/s，可得出烟气迎风面的面积A=2.8m2.确定迎风面宽度E，取E=1.8m，热管的热侧管长Aℎ=1.5m，并且Aℎ⁄AA=3⁄1，∴AA=0.5m。

求出迎风面的管数B，A=A⁄A′=1.8⁄0.07=25.7，B为整数，应取B=26，因此实际的迎风面的宽度A=0.07×26=1.82m，同时实际的迎风面面积A′=A×Aℎ=1.82×1.5=2.73m2，实际的速度是A′=A⁄A′=4.07m/s。

管换热器的设计计算书

水箱容量：100L一、确定传热系数：计算盘管内和盘管外的传热系数，必须知道下列各参数： 1、 N 圈盘管所需的长度L ；LL =NN�(222222)22+PP 22 （1）=NN �（222222.1122）22+22.22220022=0.7544N 2、盘管所占的体积V VV CC =(22/00)dd 2222LL （2）C=�2200�22.2211002222.77770000NN =0.152*10-33、环形区的体积Va:N VV aa =�2200�(CC 22−BB 22)PPNN （3）由于此换热器整体浸入在内胆中，故B 为0，则VV aa =�2200�22.001122∗22.222200NN =3.169*10-34、在环形区内可供流体流动的空间V NV ff =（3.169-0.152）*10= Va – Vc （4）-3N=3.017*10-35、盘形管的壳程当量直径DeNDD ee =00VV ff22dd 22LL （5）=（4*3.017*10-3换热器外部的传热系数h0可用下面公式中的来计算。

h 0=λN U /dN ）/（22*0.016*0.7544N ）=0.3182 m努谢尔特数：N U =c(Pr.Gr)n Pr >0.7根据Pr.Gr 值可以从表中查得c 和n 的取值。

而Gr =βg ∆tL 3γ ，其中g 为重力加速度，L 盘管故：Gr =βg ∆tL 3γ=（4.5*10-4*9.8*10*0.0163）/（5.53*10-7）2则Pr.Gr =3.63*590674.57=2144148.694，将盘管看成是垂直圆柱，查表得：c=0.59 n=1/4。

=590674.57N U =c(Pr.Gr)n =0.59*2144148.6941/4h 0=λN U /d =0.642*22.577/0.016=905.902 w/㎡.k=22.577流体在盘管内流动的传热系数h i 采用以下一种常规方法计算：h i0=λN U /d N U =0.023Re 0.8Pr 0.4Re =du ρ/μ由于系统采用威乐泵RS15/6，泵的流量平均取为：0.417kg/s ，即0.422*10-3m ³/s,则：流速u=0.422*10-3/[(0.0144/2)2Re =du ρ/μ=0.016*2.59*988.1/5.47*10*π]=2.59 m/s-4N U =0.023Re 0.8Pr 0.4=0.023*74857.2=74857.20.8*3.630.4h i0=λN U /d =0.642*305.55/0.016=12260.19 w/㎡.k =305.55总传热系数U 由下式给出1/U=1/h 0+1/h i0+x/K e +R t +R 0 (9)由于污垢系数R t 和R 0取决于流体的特性，即流体中存在的悬浮物质、操作温度、流速等因数，而换热器内外的流体都属于清洁水质，但也存在结垢问题，故污垢系数R t +R 0可取7.052*10-41/U=1/h 0+1/h i0+x/K c +R t +R 0=1/905.902+1/12260.19+0.0008/383+7.052*10。

热管换热器计算

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°C2=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 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=56°C选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C ，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 cr(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 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent =kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m δ-=⨯因此 d v =√ 1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄ =13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i =管壳厚度计算由式][200d P S iV σ=式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm σ=,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm σσ==故 0.896mm 3.52000.02228.5S =⨯⨯=考虑安全因素，取 1.5S mm =,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f =⨯+=+=.通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一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2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm δ=+=+= 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S === 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n ππδ=⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n πδ=⋅⋅-⋅每米长翅片热管光管外表面积o o A d π=⋅ 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d ππδπδβπ⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅+⋅⋅-⋅+==⋅22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.025⨯-+⨯⨯+⨯-== 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)d f 取S ′=70mm 。

热管式换热器设计计算说明书

目录1绪论 (1)1.1热管及热管换热器的概述 (1)1.2热管及其应用 (1)1.2.1热管的工作原理 (2)1.2.2热管的基本特性 (4)1.2.3热管的发展历程及应用领域 (5)1.2.4热管换热器 (8)1.2.5换热器应用前景及研究进展 (14)1.3热管气-气换热器设计中应注意的问题 (16)2热管气-气换热器的计算理论及方法 (18)2.1热管的材料及工作温度 (18)2.2 热管的强度与最大传热功率 (19)2.3热管气-气换热器的设计计算方法 (20)2.4总换热系数的求解理论及方法 (23)2.5热管气-气换热器的离散计算法理论 (32)2.6热管气-气换热器的定壁温计算法理论 (37)3确定设计方案 (39)3.1选择换热器类型 (39)3.2热管的设计 (39)3.3热管换热器的设计计算方法 (40)4热管换热器设计准备 (41)4.1换热管的排列形式 (41)4.2设计步骤 (42)4.3确定原始数据 (42)4.4符号说明 (43)4.5标注说明 (45)5热管换热器工艺计算 (46)5.1计算总传热量Q (46)5.2求空气侧出口温度2′′ (46)5.3确定迎风面宽度及热管列数 (48)5.4求透过系数 (48)5.5求换热系数 (50)5.6求翅化比和翅化效率 (50)5.7求单根热管的热阻和对数平均温度∆，确定单根热管的热通量q (51)5.8求热管的排数 (52)5.9求总热管数 (52)5.10求耗散系数1,2，确定压力损失1,∆2 .....................................................................................525.11计算净自由容积和烟气侧与空气侧当量直径1,2 (53)5.12C语言运行结果 (53)6热管的设计 (55)6.1 热管工作温度的选择 (55)6.3热管材料的选择 (57)6.4热管的堵头设计计算 (57)6.5热管长度的确定 (57)6.6热管传热极限的影响 (58)7设备的结构设计 (60)7.1材料的选择 (60)7.2筒体的设计温度、压力选择 (60)7.2.1筒体厚度的计算 (60)7.3椭圆形堵头的设计 (60)7.4容器法兰的选择 (61)7.5开孔补强 (63)7.6隔板的设计 (63)7.6.2隔板的厚度确定 (63)7.6.2隔板管孔直径的确定 (63)7.6.3隔板与壳体和热管的连接方式 (63)8结论 (65)∆参考文献 (66)IV致谢 (6)8附录 (69)外文原文 (76)外文1 (76)外文2 (83)外文译文 (94)译文1 (94)译文2 (108)V1绪论1.1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。

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°C2=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 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=56°C选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C ，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 cr(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 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent =kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m δ-=⨯因此 d v =√1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄=13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i =管壳厚度计算由式][200d P S iV σ=式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm σ=,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm σσ==故 0.896mm 3.52000.02228.5S =⨯⨯=考虑安全因素，取 1.5S mm =,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f =⨯+=+=. 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一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2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm δ=+=+= 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S === 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n ππδ=⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n πδ=⋅⋅-⋅每米长翅片热管光管外表面积o o A d π=⋅ 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d ππδπδβπ⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅+⋅⋅-⋅+==⋅22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.025⨯-+⨯⨯+⨯-==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)d f 取S ′=70mm 。

热管换热器及设计计算

冷流体4.9t/h 进口温度70℃ 出口温度135℃
热流体速度 0.8m/s
冷流体速度 1.5m/s
螺旋板式换热器板宽 0.3m
? 设计结果
换热面积 8.4m2
螺旋通道长度 14m
THANKS
? 翅片材料-低碳钢焊接方式-高频焊接
? 光管外径0.032m 热管内径0.027m
? 热管全长2m
翅片高度0.015m
主要设计步骤
? 计算传热量、空气流出口温度和对数平均温差
? 确定引风面积、迎风面管排数 ? 求总传热系数 ? 求加热侧总传热面积、热管换热器根数 ? 求换热器纵深方向排数 ? 求流体通过热管换热器的压力降
? 常规设计计算法与常规间壁式换热器相似将热管群看成是一块热阻很小的“间
壁”，热流体通过“间壁”的一侧不断冷却，冷流体通过“间壁”的另一侧不断被加热。
主要原始数据
? 排烟烟气流量4507m3/h 温度240-260℃
? 预热空气流量3800m3/h
进口温度20℃ 出口温度160-170℃
? 热管工质-水管壳材料-20号锅炉无缝钢管
主要内容
? 热管介绍 ? 热管换热器分类 ? 热管换热器设计计算 ? 热管技术的应用 ? 螺旋板换热器介绍 ? 螺旋板换热器设计计算
热管的介绍
? 热管一般由管壳、毛细多孔材料吸液芯和工作介质组成。
? 在蒸发段吸热热量气化成气体； ? 在冷凝段放出气化潜热热凝结成
液体； ? 在工业利用中，工作介质依靠重
螺旋板式换热器较多采用液 -液换热。
螺旋板式换热器分类
1、按流动方式分 ? 逆流型 ? 错流型 ? 混合型 2、按焊接方式分 ? “Ⅰ”型螺旋体端面全部焊

(完整word版)换热器设计计算

换热器设计计算步骤1. 管外自然对流换热2. 管外强制对流换热3. 管外凝结换热已知：管程油水混合物流量 G ( m 3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)，管子内径di (m)，热水温度 t ℃，油水混合物进口温度 t 1’, 油水混合物出口温度 t 2” ℃。

1. 管外自然对流换热1.1 壁面温度设定首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，t w ℃，热水温度为t ℃，油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。

"w 11t ()2t t =+1.2 定性温度和物性参数计算管程外为水，其定性温度为1()K -℃21()2w t t t =+管程外为油水混合物，定性温度为'2t ℃''"2111()2t t t =+根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值一般需要查出的为密度ρ (3/kg m ),导热系数λ(/())W m K ∙，运动粘度2(/)m s ，体积膨胀系数a 1()K -，普朗特数Pr 。

表1 油水物性参数表水t ρλvaPr10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.52 20 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.02 30 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.42 40 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.31 50 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.54 60 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.99 70 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.55 80 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.21 90 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95 100958.40.6830.0000002950.000751.75油t ρλva Pr10 898.8 0.1441 0.0005646591 20 892.7 0.1432 0.00028 0.000693335 30 886.6 0.1423 0.000153 1859 40 880.6 0.1414 9.07E-05 1121 50 874.6 0.1405 5.74E-05 723 60 868.8 0.1396 3.84E-05 493 70 863.1 0.1387 0.000027 354 80 857.4 0.1379 1.97E-05 263 90 851.8 0.137 1.49E-05 203 100846.20.13611.15E-051601.3 设计总传热量和实际换热量计算0m v Q Cq t Cq t ρ=∆=∆v v C q t C q t αρβρ=∆+∆油油水水C 为比热容/()j kg K ∙，v q 为总体积流量3/ms ，αβ分别为在油水混合物中油和水所占的百分比，t ∆油水混合物温差，m q 为总的质量流量/kg s 。

热管热力学计算书

第一章设备预算1、设备参数第二章工程热力学计算设计参数及要求：空气温度：t c1=0℃；t c2=220℃；烟气温度：t h1=355；t h2=145℃ 烟气流量：q h =10000Nm 3/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P h =15mm ；翅片高hhl =12.5mm ；翅片厚fhδ =1.2mm ；空气侧螺距为Pc=8mm ；翅片高hcl =12.5mm ；翅片厚fcδ =1 mm ；横向间距S T =0.062m ；纵深间距:S L =0.054m ；煤气侧单位长度翅片数67fn n =片；空气侧单位长度翅片数125fn n =片；换热计算（确定传热元件）计算换热量计算传热量Q①烟气定性温度122502h hh ft t t +==℃ 查得定性温度下烟气的参数：定压比热h pC ＝1.1095kJ/kg ⋅oC ；密度：h f ρ=0.687kg/3m ;粘度：h f μ=26.355⨯106-kg/(m ⋅s)。

()2442510/h f w m s λ-=⨯导热系数：. 普朗特数：hPr ＝0.66 ②烟气放热量Q h()()1267990.687 1.1095355145/3600302.3h h h hh h f p Q V C t t kwρ=⋅⋅⨯-=⨯⨯⨯-=③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=6440Nm 3/h ；估计空气出口温度为：2158ct =℃定性温度12792c cc ft t t +==℃ 1.009/cp C kJ =定压比热：（kg ·℃）； 31/c fkg m ρ=密度：；粘度：621.110/()c f kg m s μ-=⨯⋅。

铜管热力计算书

双纹管换热器热力计算(汽水）一、已知参数被加热水流量 G t/h31.91m3/h32.3被加热水比热容 Cp kcal/kg℃ 1.0被加热水密度ρkg/m3988.1入口水温 T1℃45出口水温 T2℃55蒸汽压力（绝压） P Mpa0.4过热蒸汽温度 t1℃143.8蒸汽比容 v"m3/kg0.46饱和蒸汽温度 t0℃143.6过热蒸汽焓值 h3kcal/kg655.0汽化潜热 r kcal/kg510.0饱和蒸汽焓值 h2kcal/kg654.1疏水焓值 h1kcal/kg70.0疏水温度 t2℃70二、传热计算换热量 Q MW0.370318142.73Φ1=(h3-h2)/(h3-h1)0.0010000Φ2=r/(h3-h1)0.871T0=T2-Φ1(T2-T1)55.0T0'=T0-Φ2(T2-T1)46.3ΔT1=t1-T288.842ΔT0=t0-T088.652ΔT0'=t0-T0'97.362ΔT2=t2-T125过热段对数温差ΔTm1℃88.7过热段传热系数 K1kcal/m2h℃500传热面积 F1m20饱和段对数温差ΔTm2℃92.9冷凝段传热系数 K2kcal/m2h℃3219传热面积 F2m20.9冷却段对数温差ΔTm3℃53.20冷却段传热系数 K3kcal/m2h℃800传热面积 F3m20.9传热面积 F m2 1.8换热面积(20%的裕量)m2 1.2 2.2核算总的对数温差ΔTm℃88核算总的传热系数 K kcal/m2h℃2013三、设计参数换热器公称直径 D mm250换热管外径 d mm16换热管壁厚 δmm 1.1换热管长度 L m 1.01换热管间距 S mm22管程数 N P 1换热管总数 n 45单程换热管数 n145蒸汽耗量 W kg/h 543.8进汽口直径、流速mm 、m/s 6521.05疏水口直径、流速mm 、m/s 320.18进、出水口直径、流速mm 、m/s801.78四、阻力计算 1.管程流体阻力流体运动粘度 νm 2/s 0.000000556流速 ωm/sω=G/(n1πdi 2/4) 1.71雷诺数 R e Re=di ω/ν42328摩擦系数 f 紊流时 f=0.308/Re 0.250.0214流体直管段压降 △p 1Pa △P 1=f L ρω2/(2d)3600流体回弯处压降 △p 2Pa △P 2=3 ρω2/24310结垢校正因数 F t d=25 取1.4, d=19 取 1.5 1.5管程总阻力 ∑△P Pa ∑△Pi=(△P 1+△P 2)F t N P11865bar 0.1192.壳程流体阻力蒸汽动力粘度 μkg/(m.s)0.000153蒸汽密度 ρkg/m 3 2.162349176流速 u m/su=W v"/(3600h(D-n c d 0)) 2.65雷诺数 R e Re=d u ρ/μ598.6613393摩擦系数 f 0Re ＞500时 f 0=5.0Re -0.2281.16352中心管子数 n c Δ: n c =1.1n 0.5, 口: n c =1.19n 0.57布管方式校正因数 F Δ:取0.5,转口:取0.4,口:取0.30.5折流板间距 h m 0.2折流板数 N B N B =L/h-1 4.049590537横过管束压降 △P'1Pa △P'1=F f 0 n c (N B +1) ρu 2/2109.5105701通过折流板缺口压降 △P'2Pa △P'2=N B (3.5-2h/D)ρu 2/271.59378993壳程总阻力 ∑△P Pa ∑△P=△P'1+△P'2181.10436bar0.00结构形式T 设计压力 1.0换热管材料T -型号选择：SHQw:卧式，L:耳式，T:腿式SHQT250-1.0-2.16-1T2.0。

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/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Lx与排风量L P 相等。

即 Lx= LP，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)= Lx ρXCx（t2-t1）/3600 (1-4)式中 Lx——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 ·℃ )。

η=t1-t 23.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。

h 2=h1－36Q/ L×ρ(1-5)式中 h1, h2——热气流处理前、后的焓值（kJ/kg）;Q ——按冷气流计算出的回收热量（W）; L ——热气流的风量（m3/h ）；ρ——热气流的密度（kg/m3）。

热管热力学计算书

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 。