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    无锡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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    换热设备24H服务热线

    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 2509 次

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