热管型空气预热器设计说明书刘承

热管型空气预热器设计说明书－刘承

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ﻩ

热管空气预热器

设计说明书

班级: 热能0８01

姓名：刘承

学号：0 9

ﻬ

目录

热管空气预热器设计任务书··2

热管空气预热器热力计算··３

热管空气预热器结构设计计算··１0

ﻬ

热管空气预热器设计任务书

设计题目:热管空气预热器的设计

设计要求：烟气、空气为清洁气体，不含任何杂质,烟气成分按标准烟气进行计算

设计参数：烟气进口温度t1h =3２0℃；

烟气出口温度t２h = 180℃ ;

空气进口温度t1ｃ=20℃ ;

烟气流量(标准状况）G h=１2000 Nm3／h；

空气流量（标准状况）G c=１０8０0 Nｍ3/h；

烟气标况下的密度

ｆ

h =１.295kg/m 3;

空气标况下的密度

f

c

＝1.29３ kg ／m ３

选用水为热管工质，管壳材料为20号锅炉无缝钢管，翅片材料为低碳钢,翅片与管壳连接方式为高频焊接。这种热管的参数为:

光管外径d ｏ=0.0４2m;热管内径d i ＝０.０３6m;

翅片高度ｌｆ=0.０20ｍ；翅片厚度f ＝０.001５m;翅片间距 s f

＝6ｍm ; 翅片节距ｓf ’= s f + f ＝0.0０6+0．00１５=0.0075ｍm ;

每米热管长的翅片数

'110001337.5

f f n S =

==片/m

热管换热器管子排列形式为等边三角形排列，如图，横向管子中心距S Ｔ=０．0８8ｍ;S L ＝S T =０.0８8ｍ。

其热力设计计算和结构设计计算如下：

热 力 计 算

一、烟气侧热物性参数及放热量

序号

项目

符号 单位

计算公式

数值 备注 1 烟气进口温度 t 1ｈ ℃ 给出 32０ ２

烟气出口温度 t ２ｈ ℃ 给出

１80 3

烟气定性温度 t f h ℃ 12320180

25022h h

t t ++==

２50 ４ 烟气流量 Ｇｈ

Nm 3/ｈ 给出

１2０

00 5

烟气定压比热 C p h

k Ｊ/(k ｇ·℃) 查表附录5,定性温度 1.1095 6

密度

h

f ρ

kg ／m 3

查表附录５,定性温度

0．6825

７

导热系数 f h

Ｗ／(ｍ·℃) 查表附录5，定性温度 4.425

×１0－

2 8 粘度 f h

k ｇ/(m ·s )

查表附录5,定性温度 ２6．３

6×10-6

9

普朗特数 Pr h 查表附录5,定性温度

0.66

１0

烟气放出热量 Q ｈ

k Ｗ

12000=⨯0.6825⨯1.1095⨯(320-180)

353.4

11

热管传出热量

Ｑｃ ｋW Ｑh （１-3%)=35３.4×(1-3%) 342.8 １2

冷空气侧实际活动热量

Q ｃ’ ｋW Ｑc (1-3%)=３４2.8×（1-３%)

３32.5 二、空气侧温升及热物性参数及对数平均温差

13 空气流量 Ｇｃ Nm 3／h 给出 10８

０0 14

空气进口温度 t 1c ℃ 给出

20 15 空气定压比热 C p ｃ ｋＪ／(kg ·℃) 以２0℃～160℃温度范围内的平均温度取空

气比热

１.009 16

空气出口温度 t 2

c

℃

'21332.53600

20103.810800 1.318 1.009

c c c c c c

f p Q t t V C ⨯=+

=+=ρ⨯⨯

10３.８ １7

空气侧定性温度

t f c ℃

1220103.8

22c c

t t ++=

61.9 1８ 空气定压比热 C ｐｃ k Ｊ／（k

ｇ·℃)

查附录4，103.8℃的空气 1.009 19 空气密度 c f

ρ kg ／m ３

查附录4,１03.８℃的空气 ０.956

2０ 空气导热系数 f c W/(m ·℃) 查附录4，103.8℃的空气 3.24×

１０-2

2１ 粘度 f c

kg/(m ·ｓ)

查附录4,10３.8℃的空气 2２.08

×10－6

2２

普朗特数 Pr c 查附录4,103.８℃的空气

０.6８

23

对数平均温差

℃

1212

216160

216

ln()ln()

160m t t t t t ∆-∆-∆=

=∆∆ 186.６

三

、确定迎风面积以

及迎风面管排数

2４

标准迎风速度

m ／s 迎风面速度在2~3ｍ/s 范围选取

2.５ ２5

烟气侧迎风面积 A ex h m 2 120002.53600h h ex

N G A w ==

⨯

1.33 ２6

空气侧迎风面积

Ａex c

ｍ2

1．3３