【正文】 控在 1%。2 22 1 2 2()TT pdT UAN T U T T m c???? 式中 39。 采用傳熱單元數(shù)法計(jì)算換熱過(guò)程，還必須引入傳熱效率的概念。熱流體和冷流體的 傳熱效率分別為： 39。222 39。39。對(duì)于加熱段，熱流體溫度為 1T ， Tv 代表管內(nèi)介質(zhì)蒸汽溫度；對(duì)于換熱管，在加熱段和冷卻段的管內(nèi)蒸汽溫度基本相等，冷流體溫度為 2T 。 式（ 10）就具有如下的形式 ： 111 1 1 1 10 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2222 2 2 20 2 0 2 2 2 2 2 2 21()()wyf w y i i i iwyf w y i iA A A A ArrU U A A A A U A U AA A A ArrU A A A A U A??? ? ? ? ??? ? ? ?? （ 11） 式中 的為以管內(nèi)面積為基準(zhǔn)的熱管內(nèi)部蒸發(fā)傳熱系數(shù)， 為以管內(nèi)面積為基準(zhǔn)的熱管內(nèi)部冷凝傳熱系數(shù)。從式（ 15）求出U，分別代入式（ 16），可求出 Ah。在考慮吸液芯的情況下，蒸發(fā)段的管內(nèi)傳熱系數(shù)應(yīng)包括吸液芯的導(dǎo)熱和表面蒸發(fā)兩項(xiàng)，同樣在冷凝段也應(yīng)包括表面冷凝和吸液芯導(dǎo)熱兩項(xiàng)。因而熱管氣 氣換熱器與常規(guī)間壁式換熱器的 計(jì)算方法相似。39。39。1T = 39。2T 分別為冷流體的進(jìn)出口溫度， 1dT 和 2dT 分別為微元傳熱面兩側(cè)的熱流體和冷流體溫度， U 為平均傳熱系數(shù)，A 為傳熱面積， 1()pmc 和 2()pmc 分別為熱流體和冷流體的水當(dāng)量。239。 （ 4）從傳熱方程求出所需的換熱面積 A， 并核算熱管氣 氣換熱器冷熱流體的流動(dòng) 阻力； （ 5）如果流動(dòng)阻力過(guò)大，或者換熱面積過(guò)大，造成設(shè)計(jì)不合理，則應(yīng)改變?cè)O(shè)計(jì)方案重新計(jì)算。如果又限定它的 馬赫數(shù)等于 ，則有 VVVfgvV TRhQA ?? m a x? 2/1m a x20 ?????????VVVfgvV TRhQd??? 42vV dA ?? 式中： Av 是蒸汽流道的面積， dv為蒸汽腔直徑， Qmax為最大軸向熱流 量。受流通截面影 響最為顯著的傳熱極限有兩個(gè)，一個(gè)是聲速極限，另一個(gè)是攜帶極限。對(duì)單管傳 熱量來(lái)說(shuō)，管徑越大，傳熱面積就越大，單管傳熱量就越多。因?yàn)橐坏んw或吸液芯材料與工作液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)了，或是工作液體本身分解了，都將產(chǎn)生不凝性氣體。同時(shí)應(yīng)考慮對(duì)熱 管殼體材料的選擇必須符合我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 一般地說(shuō)，這與設(shè)計(jì)的目的有關(guān)。這也影響了熱管氣 氣換熱器的應(yīng)用。 （ 2）單 分散 耦合集成 模擬功能已由單一的物理場(chǎng)模擬普遍進(jìn)入到多種物理場(chǎng)相互耦合集成的階 段，以真實(shí)模擬復(fù)雜的熱加工過(guò)程。由于熱管氣 氣換熱器的傳熱系數(shù)和對(duì)數(shù)平均溫差大，因此，傳熱量 就大； ④體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。 C， 鍋爐整體的效率可提高約 1%。這是由于進(jìn)入熱管氣 氣換熱器的空氣溫度比較低（ 一般在 20? 40176。 熱管氣 氣換熱器是一種應(yīng)用最廣泛的熱管換熱器。熱管換熱器的這些特點(diǎn)正越來(lái)越受到人們的重視，是一種應(yīng)用前景非 常好的換熱設(shè)備。 （ 3）對(duì)于含塵量較高的流體，熱管換熱器可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的變化、擴(kuò)展受熱面等形式解決換熱器的磨損和堵灰問(wèn)題。雖然熱管換熱器在工業(yè)中應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展速度很快。因此，急需對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致分析與研究，完善熱管氣 氣換熱器的設(shè)計(jì)制造方法，提高熱管氣 氣換熱器的使用效果和壽 命。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，熱管技術(shù)正愈來(lái)愈廣泛地滲入到各個(gè)工 業(yè)領(lǐng)域中，發(fā)揮出愈來(lái)愈重要的作用。夏天，由于重力熱管具有單 向傳熱性能，大氣中的熱不能傳到地下，故地下凍土不能融化； 采用了氨 碳鋼熱管 , 長(zhǎng) 10? 20m， 上部散熱端裝有鋁翅片，埋入土壤中的深度為 9? 12m， 在熱管兩端溫 差小于 1176。高溫液態(tài)金屬熱管已廣泛地被用于動(dòng)力工程的核反應(yīng)堆和同位素反應(yīng)器的冷卻系統(tǒng)，并在空間應(yīng)用中作為熱離子核熱 電發(fā)生器的重要 部件； 此外，作為高溫?fù)Q熱器回收高溫?zé)崮茴H具前途。干道的作用是為后冷凝段回流到蒸發(fā)段的液體提供一個(gè)壓力降較小的通道。但興趣仍然集中在熱離子轉(zhuǎn)換器方面，熱管的工作溫度 達(dá)到 1600? 1800。 1962 年特雷費(fèi)森向美國(guó)通用電氣公司提出報(bào)告，倡議在宇宙飛船上采用一種類似 Gaugler 的傳熱設(shè)備。熱管換熱器用 于易然、易爆、腐蝕性強(qiáng)的流體換熱場(chǎng)合具有很高的可靠性。一根水平放置的有芯熱管，由于其內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)力， 因此任意一端受熱就可作為蒸發(fā)段，而另一端向外散 熱就成為冷凝段。如果有過(guò)量液體存在，則從分界面到管壁外面的溫 降將比蒸發(fā)段內(nèi)相應(yīng)的溫降大，因而，冷卻段內(nèi)的熱阻在熱管設(shè)計(jì)中是應(yīng)當(dāng)考慮的重 要熱阻之一。 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 在蒸汽向冷卻段流動(dòng)的同時(shí)，在蒸發(fā)段的沿途上不斷加進(jìn)補(bǔ)充的質(zhì)量（蒸汽）， 因此在整個(gè)蒸發(fā)段內(nèi)，軸向的質(zhì)量流量和速度是不斷增加的，在熱管的冷卻段內(nèi)則出現(xiàn)相反的情況。它主要起到循 環(huán)時(shí)作用于液體的重力和粘滯力相抗衡的作用。對(duì)于水或酒精這類低導(dǎo)熱系數(shù)的工作液體來(lái)說(shuō)，由于吸液芯（金屬網(wǎng)）的導(dǎo) 熱系數(shù)比液體高，因此通過(guò)吸液芯和液體時(shí)，熱能差不多主要靠多孔吸液芯材料進(jìn)行傳導(dǎo)。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機(jī)械等行 業(yè)中進(jìn)行余熱回收以及綜合利用工藝過(guò)程中的熱能，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 我國(guó)的能源短缺問(wèn)題日趨嚴(yán)重，節(jié)能已被提到了重要的議事日程。 Heat pipe heat exchanger。根據(jù)傳熱公式和布置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定實(shí)際方案滿足實(shí)際要求并校核受壓元件，主要是熱管的強(qiáng)度校核，確保其安全可靠。蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目錄 前言 ................................................................................................... 5 摘要 ................................................................................................... 6 Abstract.............................................................................................. 6 1. 緒 論 .......................................................................................... 7 熱管及熱管換熱器的概述 .............................................................. 7 熱管及其應(yīng)用 .............................................................................. 7 熱 管的工作原理 ................................................................. 8 熱管的基本特性 ............................................................... 10 熱管的發(fā)展歷程及應(yīng)用領(lǐng)域 ............................................... 11 2. 熱管換熱器 ................................................................................. 13 熱管換熱器的技術(shù)優(yōu)勢(shì) ............................................................... 14 熱管換熱器分類 ........................................................................ 14 熱管換熱器技術(shù)展望 .................................................................. 18 熱管氣 氣換熱器設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 .......................................... 19 3. 熱管氣 _氣換熱器的計(jì)算理論及方法 ................................................ 20 熱管的材料及工作溫度 ............................................................... 20 熱管的強(qiáng)度與最大傳熱功率 ........................................................ 21 熱管氣 氣換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法 ................................................. 22 熱管氣項(xiàng)熱器換熱計(jì)算的平均溫差法 .................................. 23 熱管氣 氣換熱器計(jì)算得傳熱單元數(shù)法 ................................. 24 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 總換熱系數(shù)的求解理論及方法 ..................................................... 26 換熱準(zhǔn)則方程及冷熱側(cè)對(duì)流換熱系數(shù) .................................. 31 流體流動(dòng)中的壓力損失 ...................................................... 33 熱管氣 氣換熱器的離散計(jì)算法理論 .............................................. 38 熱管氣 氣換熱器的定壁溫計(jì)算法理論 .......................................... 43 4．確定設(shè)計(jì)方案 ............................................................................... 44 選擇換熱器類型 ........................................................................ 44 熱管的設(shè)計(jì) ............................................................................... 44 熱管工質(zhì)的選擇 ........................................................................ 44 熱管材料的選擇 ........................................................................ 45 熱管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法 ........................................................ 46 熱管傳熱極限的影響 .................................................................. 46 ........................................................................ 47 換熱管的排列形式 ..................................................................... 47 設(shè)計(jì) 步驟 ................................................................................. 48 確定原始數(shù)據(jù) ........................................................................... 48 符號(hào)說(shuō)明 ................................................................................. 50 標(biāo)注說(shuō)明 ................................................................................. 51 6 熱管換熱器工藝計(jì)算 ........................................................................ 51 熱平衡 ...........................................................................