无锡川汇热电设备制造有限公司专业制造热管换热器,余热回收利用装置

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热管气气换热器设计实例

       热管气气换热器设计实例(一)
       一、工况概述:
       高炉煤气燃烧后的烟气180 ℃,经过热风炉加热至280℃进入SCR脱销,出SCR脱销后的温度为260℃,用来加热之前180℃的烟气以达到节能的目的,烟气的流量为32000Nm³/h
       业主希望把脱销后的烟气从260℃降至210℃。
       二、选型过程:
       1.材质:高炉烟气中基本无腐蚀性气体且温度为中温,因为热管材质选碳钢即可
       2.热管:由于前端已除过尘,含晨量不大,热管的翅片间隙可以放密,热管与翅片的连接方式采用高频焊。
       三、传热计算及结果
项目名称:
设备名称: 热管气气换热器 设备位号:  
设备数量(台) 1 并联  (台) / 串联  (台) /
工  艺  参  数
  高温侧 低温侧
名称 单位 Flue Gas 2 Flue Gas
质量流量 kg/h 43200 43200
温度(进/出) 260 210 180 220.5
密度 kg/m3 0.735747288 0.781401013
动力粘度 pa.s 2.72998E-05 2.59914E-05
比热 kJ/(kg*K) 1.05902475 1.05126325
导热系数 W/(m*K) 0.037626896 0.035806649
潜热热量 KW 0
总热交换量 KW 635.41
有效平均温差 34.53
污垢热阻系数 m2.℃/W 0.00035 0.00035
翅  片 几  何  尺  寸
翅片形式 螺旋翅片 高温侧 低温侧
翅片排列方式 1 1为叉排 2为顺排
基管直径 mm 25 25
基管厚度 mm 2.5 2.5
翅片厚度 mm 1 1
翅片高度 mm 12.5 12.5
翅片节距 mm 6 6
翅片导热系数 W/(m.℃) 40 40
基管导热系数 W/(m.℃) 16 16
翅片外径 mm 50.00 50.00
 翅片间隙 mm 5.00 5.00
翅化比   7.42 7.42
翅片效率   0.82 0.82
有效性   6.05 6.07
翅片材质   Q235B
基管材质   20
经济长度 L经(预估)   1.00
箱 体 几 何 尺 寸 计 算
  单位 高温侧 低温侧
初选迎风面质量流速 kg/(m2.s) 3 3.6
初步计算迎风面面积 m2 4.00 3.33
热管长度 m 2.2 2.2
箱体宽度 m 2.275
实际迎风面积 5.01 5.01
实际迎风面质量流速 kg/(m².s) 2.40 2.40
迎风面流速 m/s 3.26 3.07
迎风面管间距 mm 65
非迎风面管间距 mm 65
最窄截面积 mm² 215 215
对应迎风面 mm² 390 390
最窄面上的质量流速 kg/(m².s) 4.35 4.35
迎风面管数 35
实际取 35
最窄面上的气体流速 m/s 5.91 5.57
管外传热系数 W/(m2.℃) 55.69 54.78
基管外表面传热系数 W/(m2.℃) 345.73 340.89
总传热系数 W/(m2.℃) 152.43
需要传热面积(加热段基管外表面) m2 120.71
需要热管数量 699
需要管排数 20.0
实际管排数 22 总管数 759
实际传热面积(加热段基管外表面) 128.100225 设计余量 6.12%
强化后的换热面积 热侧/冷测 950.08 950.08
阻力 Pa 321.60 298.15
热  管  安   全  及 最 大 传 输 功 率 计  算
第N排   1 单根热管功率 KW/根 0.84
第N排时管内工质工作温度 238.97 热管工作温度下Ck值   1.46
第N排时热侧管壁温度 240.47 热管管内工质工作温度下液体密度 kg/m³ 1111.09
第N排时冷侧管壁温度 237.91 热管工作温度下饱和蒸汽的密度  Kg/m³ 60.74
热管工质   热管工作温度下饱和蒸汽的汽化潜热 KJ/Kg 160.2
热管管内最低工作温度 195.83 热管工作温度下液体的表面张力    N/m 0.0052
热管管内最高工作温度 238.97 单根热管工作温度下工质携带极限功率  KW 1.03

       结果:需要热管759支,换热面积950m2+950m2,设备高4.5米,宽2.4米,厚1.5米(不含变径风口),其他参数见计算书。

       热管气气节能器设计实例(二)
       一、工况概述:
       烘干设备出来的尾气有17000Nm3/h,温度90℃,相对湿度60%,新进空气为室外常温空气,业主希望用高温的尾气加热室外的空气,其流量为7500Nm3/h,设备追求性价比,不希望一次投资过大,也不希望回收热量太小。
       二、选型过程:
       1.材质:由于换热器温度不高,故热管材质可选用铝管
       2.热管:由于为空气,基本不含尘,翅片间隙可考虑放密集。
       3.经过热量衡算,由于热侧气体湿度较大,降温过程中有冷凝水析出,故换热器应设置水盘。
       三、传热计算及结果
项目名称:
设备名称: 热管气气换热器 设备位号:  
设备数量(台) 1 并联  (台) / 串联  (台) /
工  艺  参  数  
  高温侧 低温侧
名称 单位 热空气(含湿) 室外空气
质量流量 kg/h 17312.46923 9687.026221
温度(进/出) 90 84.13 20 84
密度 kg/m³ 0.979829071 1.085549367
动力粘度 pa.s 2.18467E-05 1.90043E-05
比热 kJ/(kg*K) 1.003497206 0.9970337
导热系数 W/(m*K) 0.030300575 0.027886044
潜热热量 KW 143.37
总热交换量 KW 171.70 
有效平均温差 24.54 
污垢热阻系数 m2.℃/W 0.000172 0.000088
翅  片 几  何  尺  寸
翅片形式 螺旋翅片 高温侧 低温侧
翅片排列方式 1 1为叉排 2为顺排
基管直径 mm 23 23
基管厚度 mm 2.5 2.5
翅片厚度 mm 0.3 0.3
翅片高度 mm 10 10
翅片节距 mm 3.2 3.2
翅片导热系数 W/(m.℃) 236 236
基管导热系数   W/(m.℃) 236 236
翅片外径 mm 43.00 43.00
 翅片间隙 mm 2.90 2.90
翅化比   10.05 10.05
翅片效率   0.93 0.94
有效性   9.32 9.43
翅片材质  
基管材质  
经济长度 L经(预估)   0.73
箱 体 几 何 尺 寸 计 算
  单位 高温侧 低温侧
初选迎风面质量流速 kg/(m².s) 3 3.6
初步计算迎风面面积 1.60 0.75
热管长度 m 1 0.7
箱体宽度 m 1.5
实际迎风面积 m2 1.50 1.05
实际迎风面质量流速 kg/(m².s) 3.21 2.56
迎风面流速 m/s 3.27 2.36
迎风面管间距 mm 60
非迎风面管间距 mm 60
最窄截面积 mm2 112.4 112.4
对应迎风面 mm2 192 192
最窄面上的质量流速 kg/(m2.s) 5.48 4.38
迎风面管数 25
实际取 25
最窄面上的气体流速 m/s 5.59 4.03
管外传热系数 W/(m2.℃) 343.42 48.06
基管外表面传热系数 W/(m2.℃) 3224.81 455.70
总传热系数 W/(m2.℃) 253.56
需要传热面积(加热段基管外表面) m2 27.60
需要热管数量 382
需要管排数 15.3
实际管排数 17 总管数 417
实际传热面积(加热段基管外表面) 28.609953 设计余量 3.67%
强化后的换热面积 热侧/冷测 287.50 196.71 
阻力 Pa 262.42 155.44 
热  管  安   全  及 最 大 传 输 功 率 计  算
第N排   1 单根热管功率 KW/根 0.41
第N排时管内工质工作温度 88.69 热管工作温度下Ck值   1.45
第N排时热侧管壁温度 89.03 热管管内工质工作温度下液体密度 kg/m³ 1111.09
第N排时冷侧管壁温度 88.25 热管工作温度下饱和蒸汽的密度  Kg/m³ 60.74
热管工质   热管工作温度下饱和蒸汽的汽化潜热 KJ/Kg 160.2
热管管内最低工作温度 75.09 热管工作温度下液体的表面张力  N/m 0.0052
热管管内最高工作温度 88.69 单根热管工作温度下工质携带极限功率 KW 0.82

       结果:需要热管417支,换热面积287.5m2+196m²,设备高1.8米,宽1.6米,厚1.2米(不含变径风口),其他参数见计算书。
2020/08/17 14:43:15 226 次

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