搪瓷热管传热性能研究
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文章编号 ： ｉ ０ ０ １ ． ６ ９ ８ ８ 【 ２ ０ １ ） １ ） ０ ４ ． ０ ０ ０ ４ ． ０ ３
搪 瓷 热 管 传 热 性 能 研 究
何 立 波， 陈恩鉴， 林 伯 川
（ 中 国科 学院 广州能源研 究所， 广州 ５ １ ０ ０ ７ ０ ）
阻在整个 传热热 阻 中的 比例 ， 结果如 图 ３所示。
从该 图中可看 出， 最窄截 面流速 越大 ， 涂层对热 阻的影 响越大 ， 当流速 达到一 定数值 时， 热 管的对流 换热热 阻相 对较 小时， 涂层 热 阻 才会 稍微 明显 地反
映 出来 ， 但增大 的趋 势逐渐变 得平缓 ， 一般 也不会超
△ Ｐ ＝（ １ ／ ＇ ２ ） ｐ ｕ
４ 实验结果及分析
４ １ 实验结果
用无涂层 的碳钢 热管做 实验 时， 方法 如下 ： 启动
５
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试验研究 ： 搪 瓷热管传热性 能研究
风机 ． 调节 阀门大 小， 使压 力 表读 数分 别 为 ９ ， １ ３ ． ５ ， ２ ｌ ５ ， ２ ９ ５ ， ４ ８ ， ６ ６ ５ ｍｍ， 打 开 并 调节 水 加 热 器， 直
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ￣ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｍｅ ｕ ｓ ｅ ｆ ｕ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｒ ｅ ｗ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ
Ｈｅ ａｔ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｔ ｅ ｒ Ｃａ ｐ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｏ Ｅｎａ ｍｅ ｌ ｅ ｄ Ｈｅ ａ ｔ Ｐｉ ｐ ｅ
ＨＥ Ｌｉ — ｂ ｏ ．ＣＨＥＮ Ｅｎ — ｊ ｉ ａ ｎ 。ＬＩ Ｎ １ ３ ｏ — ｃ ｈ ｕ ａ ｎ
热热 阻 Ｒ６ 组 成 。热管 总热 阻 Ｒ总：Ｒｌ ＋Ｒ ＋・ ・ ＋
结构特 点 ， 在表面 加上搪瓷层 后 ， 运 行和安 装具有便 利性 、 安 全性。热管 在换热 器 里面 中间被 固定 ， 两端
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ｌ － ０ ８ － ０ ３
４
Ｒ６ ， 其 中 Ｒ１ ＋Ｒ６ 约 占 总 热阻 的 ９ ０ ％， 其 计算 公式
系数 ． 甚 至与外 部对流热 阻和管 壁热 阻相 比， 可 以忽
略这一部 分热 阻。热管 的换热 量 ：
Ｑ ＝（ 丁 ｌ —Ｔ ２ ） Ｃ・ Ｍ
其中 ： Ｍ 为空 气流量 ； Ｃ 为空气 比热 。
则 总热阻可 表示 为 ：
１ 一风 箱 ２ 温度计 ３ 皮水管 ４ ｕ 形 管 压 力 计 ８ 一翅 片 管
（ Ｃ － ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕＥ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＣ ＡＳ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ． ｅ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ ７ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ — ｔ １ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ０ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｅ ｎ ａ ｍｄ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ
１ 前言
大 型燃煤 电站锅 炉采用 的湿法 脱硫 只有在脱硫
垒， 不 会带来密 封 困难 的 问题。而 管 壳 式 的换 热 器 则不具 有这些特 征 ， 它的换热 管一般 两端 固定 ， 如果 加上搪 瓷（ 或玻璃 、 陶 瓷等 ） 涂层， 对 安 装不 利 。 并 且
密封性 不好。正 是基 于搪 瓷涂层用 于换热器 的优 越
蚀问题 开辟 了新 的可能性 。 由于 热管换热 器本身 的
性 及热管 换热器 适 合 加工 涂 屡的 结 构 特 点， 本 文 对 采用搪 瓷涂 敷表面技 术制 作的热管 的传热性 能做 了
理论计 算和 实验研 究。
２ 搪 瓷涂层热阻的理论 计算
普通环翅 热管 元件 的总热阻 由热 流体对热 管蒸 发段 的对流换 热热 阻 Ｒ ， 蒸发段管 壁导热 热 阻 Ｒ２ ， 蒸发段 工质汽 化热 阻 Ｒ ３ ， 凝结段工 质冷凝 热 阻 Ｒ ， 凝结段 管壁导 热热 阻 Ｒ ， 玲 流体对 热管冷 却段 的换
０ ． ０ ０ ７ ５ ０℃ ／ Ｗ
搪瓷涂 层厚度 ０ ． ８ ｍ ｍ。风箱 的横 截 面高 １ ８ ４ ｍ ｍ， 宽６ ２ ｍｍ。风 管 内径 为 ２ ２ ５ ｍｍ。装 置 示 意 图如 图１ 所 示。 由风 机 向风箱 吹入 一 定风 量， 大 小 由阀 门控 制， 在热管 外部 对流换 热， 气流 在换热 前后 的温 度分别 为 丁 ２ 、 丁 。 。热管 内部则 通入 １ ０ ０℃ 的热 水． 热水是 由水加热 器产 生 的， 通 过热管 后 ， 温度为 丁
摘 要： 主要研究耐腐蚀热管换热器 中搪瓷层对 热管 的传热性 能影响 ， 对于搪瓷撩 层的热 阻及 它在整个热管
传 热 热 阻 中所 占的 比重 ． 进 行 理 论 分析 和实 验 测 定 。 设 计 了 实验 测 定 装置 ， 并 根 据所 得数 据 ． 得 出 一些 结 论 。
关键｛ 司： 搪瓷； 热菅； 空气预热器； 耐腐蚀 中图分类号 ： Ｔ ＫＩ ７ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ
流 回水加热 器 中， 继续循环
３ 实验原理及装置
３ １ 实验 原理
将相 同尺寸 ， 一根 有 涂 层和 一 根 没有 涂 层的 翅 片管置 于相同 的换 热 环境 中 ． 测定 二 者 的换热 量 和
换热 温差， 即可得 出它 们各 自的热阻 ． 可以近似 地认
为， 涂 层的热阻 就是 这 二 者 的热 阻 差值 。 为了测 定 热 管 的换 热量 Ｑ． 考 虑 将 热 管置 于风 道 中， 由风 量 和气流前 后温 差 （ Ｔ１ 一Ｔ ２ ） 确 定换 热量 。而 热管 内 部， 则 通过 １ ０ ０℃的热水 ， 以求 达到很大 的对流 换热
其 中： ｄ ０为热 管 外径 ； ｄ 】 为热 管 内径 ； ｋ 。 为管 材 导
热 系数 ； 为蒸发段 管长 ； 为凝结 段 管长 ； ｈ 为蒸 发段 流体 换热 系数 ； ｈ 为凝 结段流体换 热 系数 。 由上 述的公 式， 实验 中所 使用 的 翅 片管 瓷层 热 阻的理论 计算值 可以近似 认 为等于 Ｒ＝Ｒ —Ｒ ＝
反应温度 低于 酸露 点 时， 系统 才 能达 到较 大 的脱硫 效率， 这使 得 系统 中的烟 气 再 热 装置 工作 在酸 露 点 温度 下 ， 换热面 不可避免 地处 于酸腐蚀 的环境 中， 从而 用碳钢 制成 的空气预热 器 寿命将过 短。而 采用 耐酸腐 蚀合 金材料 来 制造 的换 热器 价 格 昂贵 。 成 本 大大提 高 。采用玻璃 、 陶瓷、 石 墨等材料代 替碳钢来 制造换热 器 虽然能 够 解决 酸 腐 蚀的 问题 ， 而且 成 本 不高 ， 但是 存在 加工性 能 差 ， 容 易破 损 ， 连 接 密封 困 难。 漏 风严重 等 问题 。 热 管 空气 预热器 的 出现 为解决 空气 预器耐酸 腐
均为： Ｒ：１ ／ （ Ｅ Ａｆ ＋ｅ Ａ ｈ）
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（ 工
业
炉＞ 第 ２ ３卷
第 ４期
２ Ｏ Ｏ １年 １ １ 月
加入涂层 影响 因素后其热 阻可表 示为 ： Ｒ ＝１ ／ ［ Ａｆ ｈ ｆ ＋Ａ ＾ ／ （ ＾ ａ ＋ｋ ） ］ （ １ ／ ｓ ） 其中 ： 日 ｔ 值 为 环翅效 率 ； Ａ｛ 为热 管 翅 片 总面 积 ； Ａ 为未 加翅片部分 面积 ； ｅ为清 洁度 ； ｈ为 流体 与翅 片 间换热 系数 ； ｒ ／ ｆ ｔ 是按 ＾ 查 得 的环 翅效 率 ； ａ 为涂 层
点法） ， 分多组测量取平均值， 可得 Ｋ 值为 ０ ． ５ ４ ８ 。
进一步求 出流 速 ： Ｕ＝ 五 （ ｎ １ ／ ｓ ）
Ａ ｈ为 ｕ 形管 水柱压差 。空气 流量 为 ：
Ｍ ＝ｓｃ ＇ ｏ（ ｋ ｇ ／ ｓ ）
Ｒ４ ＝１ ／ （ ｈ ｏ ｄ Ｉ ）
Ｒ５ ＝Ｉ ｎ （ ｄ 。 ／ ａ 】 ） ／ （ ２ 。 ｚ 。 ）
Ｓ为 风管截面积 。 ３ ． ２ 实验装置 本 实验 装置 主要 由风机 、 水 加 热器 、 风箱 、 塑 料
风管 、 皮 水管 、 ｕ 形管 压力计 、 温度 计等 组 成 。实 验 用热管 两节 ， 翅片 外径是 ６ ０ ｍｍ， 管 内径 ２ ６ ｍ ｍ， 管 外径 ３ ２ ｍｍ． 翅 片厚 度 １ ． ２ ｍｍ， 翅 片 间距 １ ０ ｍ ｍ，
厚度 ； ｋ 为涂 层导热 系数。
式 中， Ａ Ｐ 表示静 压与动 压之差 。
而 对于 ｕ形 压力 计 ：
Ａ Ｐ－ Ｋ ＝（ １ ／ ２ ） ０ ｕ 。
为了确 定 Ｋ 值 ， 在 流 速一 定 时 ， 分别 用皮 托 管 和 ｕ 形 管测量压 差即 可。本 实验 中用一根 内径为 ６
Ｒ ： ｆ 、 １ ０ ０ ＋ Ｔ ｒ 一 学 １ ／ Ｑ
－ ‘ ，
５ 一塑 料 风 管
６ 一风 机
７一水 加热 嚣
图 １ 传热 实验 装置 图
分别 采用有涂 层 和 没涂 层 的翅 片管做 实 验 ， 比 较 结果 ， 就可 以得 出涂层 部分 的热阻 ， 及它所 引起 的 换热量减 少的大 小 。关 于 空气 流 量 的测 定 ． 采用 测 流速的方 法。对 于皮托管 ， 由伯 努力方 程， 有：
ｍｍ 的铜 管放 于风 管 直 径 位置 测 量 动 压 （ 等 面 积 六
流体 对热管 的换热热 阻 Ｒ ～Ｒ ｓ 可分别 按下 面 的公式计 算（ 单位 ： ℃／ ｗ） ：
Ｒ２ ＝Ｉ ｎ（ ｄ０ ／ ｄＩ ） ／ （ ２ 。 ） Ｒ３ ＝１ ／ （ ｈ ｄＩ ）
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ；ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ ；ａ ｉ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ ；ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
可以 自由伸 缩， 加 涂 层 后 的热 管 容 易 安 装 ， 运 行 安
文章编号 ： ｉ ０ ０ １ ． ６ ９ ８ ８ 【 ２ ０ １ ） １ ） ０ ４ ． ０ ０ ０ ４ ． ０ ３
搪 瓷 热 管 传 热 性 能 研 究
何 立 波， 陈恩鉴， 林 伯 川
（ 中 国科 学院 广州能源研 究所， 广州 ５ １ ０ ０ ７ ０ ）
阻在整个 传热热 阻 中的 比例 ， 结果如 图 ３所示。
从该 图中可看 出， 最窄截 面流速 越大 ， 涂层对热 阻的影 响越大 ， 当流速 达到一 定数值 时， 热 管的对流 换热热 阻相 对较 小时， 涂层 热 阻 才会 稍微 明显 地反
映 出来 ， 但增大 的趋 势逐渐变 得平缓 ， 一般 也不会超
△ Ｐ ＝（ １ ／ ＇ ２ ） ｐ ｕ
４ 实验结果及分析
４ １ 实验结果
用无涂层 的碳钢 热管做 实验 时， 方法 如下 ： 启动
５
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试验研究 ： 搪 瓷热管传热性 能研究
风机 ． 调节 阀门大 小， 使压 力 表读 数分 别 为 ９ ， １ ３ ． ５ ， ２ ｌ ５ ， ２ ９ ５ ， ４ ８ ， ６ ６ ５ ｍｍ， 打 开 并 调节 水 加 热 器， 直
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ￣ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｍｅ ｕ ｓ ｅ ｆ ｕ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｒ ｅ ｗ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ
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ＨＥ Ｌｉ — ｂ ｏ ．ＣＨＥＮ Ｅｎ — ｊ ｉ ａ ｎ 。ＬＩ Ｎ １ ３ ｏ — ｃ ｈ ｕ ａ ｎ
热热 阻 Ｒ６ 组 成 。热管 总热 阻 Ｒ总：Ｒｌ ＋Ｒ ＋・ ・ ＋
结构特 点 ， 在表面 加上搪瓷层 后 ， 运 行和安 装具有便 利性 、 安 全性。热管 在换热 器 里面 中间被 固定 ， 两端
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ｌ － ０ ８ － ０ ３
４
Ｒ６ ， 其 中 Ｒ１ ＋Ｒ６ 约 占 总 热阻 的 ９ ０ ％， 其 计算 公式
系数 ． 甚 至与外 部对流热 阻和管 壁热 阻相 比， 可 以忽
略这一部 分热 阻。热管 的换热 量 ：
Ｑ ＝（ 丁 ｌ —Ｔ ２ ） Ｃ・ Ｍ
其中 ： Ｍ 为空 气流量 ； Ｃ 为空气 比热 。
则 总热阻可 表示 为 ：
１ 一风 箱 ２ 温度计 ３ 皮水管 ４ ｕ 形 管 压 力 计 ８ 一翅 片 管
（ Ｃ － ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕＥ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＣ ＡＳ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ． ｅ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ ７ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ — ｔ １ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ０ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｅ ｎ ａ ｍｄ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ
１ 前言
大 型燃煤 电站锅 炉采用 的湿法 脱硫 只有在脱硫
垒， 不 会带来密 封 困难 的 问题。而 管 壳 式 的换 热 器 则不具 有这些特 征 ， 它的换热 管一般 两端 固定 ， 如果 加上搪 瓷（ 或玻璃 、 陶 瓷等 ） 涂层， 对 安 装不 利 。 并 且
密封性 不好。正 是基 于搪 瓷涂层用 于换热器 的优 越
蚀问题 开辟 了新 的可能性 。 由于 热管换热 器本身 的
性 及热管 换热器 适 合 加工 涂 屡的 结 构 特 点， 本 文 对 采用搪 瓷涂 敷表面技 术制 作的热管 的传热性 能做 了
理论计 算和 实验研 究。
２ 搪 瓷涂层热阻的理论 计算
普通环翅 热管 元件 的总热阻 由热 流体对热 管蒸 发段 的对流换 热热 阻 Ｒ ， 蒸发段管 壁导热 热 阻 Ｒ２ ， 蒸发段 工质汽 化热 阻 Ｒ ３ ， 凝结段工 质冷凝 热 阻 Ｒ ， 凝结段 管壁导 热热 阻 Ｒ ， 玲 流体对 热管冷 却段 的换
０ ． ０ ０ ７ ５ ０℃ ／ Ｗ
搪瓷涂 层厚度 ０ ． ８ ｍ ｍ。风箱 的横 截 面高 １ ８ ４ ｍ ｍ， 宽６ ２ ｍｍ。风 管 内径 为 ２ ２ ５ ｍｍ。装 置 示 意 图如 图１ 所 示。 由风 机 向风箱 吹入 一 定风 量， 大 小 由阀 门控 制， 在热管 外部 对流换 热， 气流 在换热 前后 的温 度分别 为 丁 ２ 、 丁 。 。热管 内部则 通入 １ ０ ０℃ 的热 水． 热水是 由水加热 器产 生 的， 通 过热管 后 ， 温度为 丁
摘 要： 主要研究耐腐蚀热管换热器 中搪瓷层对 热管 的传热性 能影响 ， 对于搪瓷撩 层的热 阻及 它在整个热管
传 热 热 阻 中所 占的 比重 ． 进 行 理 论 分析 和实 验 测 定 。 设 计 了 实验 测 定 装置 ， 并 根 据所 得数 据 ． 得 出 一些 结 论 。
关键｛ 司： 搪瓷； 热菅； 空气预热器； 耐腐蚀 中图分类号 ： Ｔ ＫＩ ７ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ
流 回水加热 器 中， 继续循环
３ 实验原理及装置
３ １ 实验 原理
将相 同尺寸 ， 一根 有 涂 层和 一 根 没有 涂 层的 翅 片管置 于相同 的换 热 环境 中 ． 测定 二 者 的换热 量 和
换热 温差， 即可得 出它 们各 自的热阻 ． 可以近似 地认
为， 涂 层的热阻 就是 这 二 者 的热 阻 差值 。 为了测 定 热 管 的换 热量 Ｑ． 考 虑 将 热 管置 于风 道 中， 由风 量 和气流前 后温 差 （ Ｔ１ 一Ｔ ２ ） 确 定换 热量 。而 热管 内 部， 则 通过 １ ０ ０℃的热水 ， 以求 达到很大 的对流 换热
其 中： ｄ ０为热 管 外径 ； ｄ 】 为热 管 内径 ； ｋ 。 为管 材 导
热 系数 ； 为蒸发段 管长 ； 为凝结 段 管长 ； ｈ 为蒸 发段 流体 换热 系数 ； ｈ 为凝 结段流体换 热 系数 。 由上 述的公 式， 实验 中所 使用 的 翅 片管 瓷层 热 阻的理论 计算值 可以近似 认 为等于 Ｒ＝Ｒ —Ｒ ＝
反应温度 低于 酸露 点 时， 系统 才 能达 到较 大 的脱硫 效率， 这使 得 系统 中的烟 气 再 热 装置 工作 在酸 露 点 温度 下 ， 换热面 不可避免 地处 于酸腐蚀 的环境 中， 从而 用碳钢 制成 的空气预热 器 寿命将过 短。而 采用 耐酸腐 蚀合 金材料 来 制造 的换 热器 价 格 昂贵 。 成 本 大大提 高 。采用玻璃 、 陶瓷、 石 墨等材料代 替碳钢来 制造换热 器 虽然能 够 解决 酸 腐 蚀的 问题 ， 而且 成 本 不高 ， 但是 存在 加工性 能 差 ， 容 易破 损 ， 连 接 密封 困 难。 漏 风严重 等 问题 。 热 管 空气 预热器 的 出现 为解决 空气 预器耐酸 腐
均为： Ｒ：１ ／ （ Ｅ Ａｆ ＋ｅ Ａ ｈ）
维普资讯
（ 工
业
炉＞ 第 ２ ３卷
第 ４期
２ Ｏ Ｏ １年 １ １ 月
加入涂层 影响 因素后其热 阻可表 示为 ： Ｒ ＝１ ／ ［ Ａｆ ｈ ｆ ＋Ａ ＾ ／ （ ＾ ａ ＋ｋ ） ］ （ １ ／ ｓ ） 其中 ： 日 ｔ 值 为 环翅效 率 ； Ａ｛ 为热 管 翅 片 总面 积 ； Ａ 为未 加翅片部分 面积 ； ｅ为清 洁度 ； ｈ为 流体 与翅 片 间换热 系数 ； ｒ ／ ｆ ｔ 是按 ＾ 查 得 的环 翅效 率 ； ａ 为涂 层
点法） ， 分多组测量取平均值， 可得 Ｋ 值为 ０ ． ５ ４ ８ 。
进一步求 出流 速 ： Ｕ＝ 五 （ ｎ １ ／ ｓ ）
Ａ ｈ为 ｕ 形管 水柱压差 。空气 流量 为 ：
Ｍ ＝ｓｃ ＇ ｏ（ ｋ ｇ ／ ｓ ）
Ｒ４ ＝１ ／ （ ｈ ｏ ｄ Ｉ ）
Ｒ５ ＝Ｉ ｎ （ ｄ 。 ／ ａ 】 ） ／ （ ２ 。 ｚ 。 ）
Ｓ为 风管截面积 。 ３ ． ２ 实验装置 本 实验 装置 主要 由风机 、 水 加 热器 、 风箱 、 塑 料
风管 、 皮 水管 、 ｕ 形管 压力计 、 温度 计等 组 成 。实 验 用热管 两节 ， 翅片 外径是 ６ ０ ｍｍ， 管 内径 ２ ６ ｍ ｍ， 管 外径 ３ ２ ｍｍ． 翅 片厚 度 １ ． ２ ｍｍ， 翅 片 间距 １ ０ ｍ ｍ，
厚度 ； ｋ 为涂 层导热 系数。
式 中， Ａ Ｐ 表示静 压与动 压之差 。
而 对于 ｕ形 压力 计 ：
Ａ Ｐ－ Ｋ ＝（ １ ／ ２ ） ０ ｕ 。
为了确 定 Ｋ 值 ， 在 流 速一 定 时 ， 分别 用皮 托 管 和 ｕ 形 管测量压 差即 可。本 实验 中用一根 内径为 ６
Ｒ ： ｆ 、 １ ０ ０ ＋ Ｔ ｒ 一 学 １ ／ Ｑ
－ ‘ ，
５ 一塑 料 风 管
６ 一风 机
７一水 加热 嚣
图 １ 传热 实验 装置 图
分别 采用有涂 层 和 没涂 层 的翅 片管做 实 验 ， 比 较 结果 ， 就可 以得 出涂层 部分 的热阻 ， 及它所 引起 的 换热量减 少的大 小 。关 于 空气 流 量 的测 定 ． 采用 测 流速的方 法。对 于皮托管 ， 由伯 努力方 程， 有：
ｍｍ 的铜 管放 于风 管 直 径 位置 测 量 动 压 （ 等 面 积 六
流体 对热管 的换热热 阻 Ｒ ～Ｒ ｓ 可分别 按下 面 的公式计 算（ 单位 ： ℃／ ｗ） ：
Ｒ２ ＝Ｉ ｎ（ ｄ０ ／ ｄＩ ） ／ （ ２ 。 ） Ｒ３ ＝１ ／ （ ｈ ｄＩ ）
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ；ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ ；ａ ｉ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ ；ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
可以 自由伸 缩， 加 涂 层 后 的热 管 容 易 安 装 ， 运 行 安