换热器课程设计

四、换热器的验算 1.空气出口温度
2.烟气出口温度 3.壁温计算 1）平均壁温为 2）烟气入口壁温 3）烟气出口处壁温 五、流体压降计算 1.空气侧压损 2）形阻压损
经验算空气出口温度能满足435的要求 与假定中的815低24
3）空气侧总压损 2.烟气侧总压损 烟气雷诺数 1）摩擦阻力损失 2）形阻压损
一、已知条件
Vc tci tco Vh thi
1.6 20 435 1.8 1100
烟气成分
二、确定内外筒直径 1.内筒直径
2.环缝宽度
3.外筒内径 三、热计算 1.有效传热热流量 2.烟气出口温度
wh fi ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱii wc fhf δhf Doi Q
0.8 2.25 1.695 取壁厚6mm Dio 24.4 0.06557377 0.06557377 1.838147541 取壁厚6mm Doo 886928 烟气比热容 800 900 1531 1550 Cco
5.烟气的传热系数 1）入口端烟气辐射传热
烟气的黑度 温度补正系数
2）出口端烟气辐射传热
l 1.5255 由烟气的成分及入口处的温度，可知： ε.CO2 0.13 ε.SO2 ε.hi 0.2749 C.si入口 1.461023182 k' 0.579330893 a.ci f(a) 0.77 T.wi 当烟气温度为th=t.wi=683时，查有关图表得： ε.CO2 0.138 ε.SO2 ε.hw 0.3208 a.hri 81.39868982 出口端烟气温度920查有关图表： ε.CO2 0.145 ε.SO2 ε.hi 0.3165
0.02349716
1.03
螺旋长度L 40.71600855 算空气对流传热系数ac时假定kl=1.0是正确的。 wc wh 2097.6 2808
口温度能满足435的要求
ψ
1
t.hi c.hi 与假定的相等
1100 1584
ε'H2O 设壁温tw To t.wi ε'H2O
0.13 ϐ 600 1328.518852 a 749.9595157 0.16 ϐ
1.03 ε.w
0.8
0.683249032
1.03
ε'H2O
0.15 ϐ
1.03
To t.wi ε'H2O
523.0680657 a 239.6067044 0.22 ϐ
t/℃ Cp/J.m.c
1000 1568
3.顺流流动
4.空气侧传热系数
△ti △ti/△to △t.1m tcm de Re kr t.hm
1080 △to 380 2.842105263 大于2，故取对数平均温差 670.1482031 227.5 we 0.123076923 22989.71171 属于湍流 1.245796432 kl 957.5 1
39 螺旋顺流式 20 435 1.6 1100 815 1.8 24.4 0.79811127 34.43149902 1695 6 1Cr18Ni9 1838.147541 20 12310.84468 9.30188907
CO2 SO2 H2O O2 N2
0.167 螺旋节h 0.003 0.114 0 0.716
大于20000 ρ .ho 1.323
3）烟气侧总压损
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
传热面积 流动方式 空气入口温度 空气出口温度 空气标况流量 烟气入口温度 烟气出口温度 烟气标况流量 空气标况流速 烟气标况流速 总传热系数 内筒直径 内筒壁厚 内筒材料 内筒外径 外筒材质 空气侧压降 烟气侧压降
0.011
50.13964401 1022.959516 0.018
0.017
3）烟气平均传热系数
6.换热器的传热系数 7.传热表面积 8.内筒高度 换热器传热表面积 9.核算管段入口系数kl
取内筒金属壁的黑度εw=0.8 ε w 0.8 C.si出口 1.665905247 tw 500 k' 0.957032931 aco 101.4634292 f(a) 0.98 T.wi 512.6067044 当烟气温度为th=t.wi=362时，查有关图表得： ε.CO2 0.12 ε.SO2 0.032 ε.hw 0.3786 a.hro 31.74788811 a.hrm 52.73400218 △ar 0.25 a.hm 65.91750272 K 34.43149902 F 38.43807036 H 7.171308543 取内筒高度 7.2 F 38.591856 螺旋节距h 1 D 1.77257377 螺旋圈n 7.2 L/de 330.8175694 大于50，故计算空气对流传热系数ac时 t.cm t.hm Rc 有效传热度Ec 空气出口温度t.co t.ho t.wm t.wi t.wo 1）摩擦阻力系数λ 摩擦阻力损失△Pf 阻力系数Σ ξ 温度补正系数ξ △Pd △Pc w.ho Reh 摩擦阻力系数λ 摩擦阻力损失△Pf 阻力系数Σ ξ 温度补正系数ξ △Pd △Ph 227.5 957.5 0.747008547 0.382302227 432.8864051 791.5703264 576.1901316 688.3267337 525.5643584 0.038655001 9023.683835 3 1.658341658 3287.160841 12310.84468 0.79811127 21794.23526 0.038903504 1.774842888 3.5 0.463226331 7.527046183 9.30188907 A ρ .co 0.129 1.293 C.cm Chm (NTU)c 1311 1560 0.630949839
1
1.707
1.850147541 1334 Cci 1298
1100 1584
1200 1600
假设
t.ho c.ho t.ho
815 1534 814.6429089
数平均温差 24.4 tw kt' kd 650 Tw 0.736378653 R 0.961528522 ac 923 0.886286885 72.08404256