熱管換熱器設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-26 17:53本頁(yè)面
【正文】 式中的為Uh、Uc為熱側(cè)和冷側(cè)的傳熱系數(shù)，Ah、Ac為熱側(cè)和冷側(cè)的傳熱面積，Sh、Sc為熱側(cè)和冷側(cè)的熱導(dǎo)，Th 、Tc為熱管熱側(cè)和冷側(cè)的流體溫度，Tv為熱管內(nèi)部工質(zhì)的蒸汽溫度。即 （）由于是熱管內(nèi)部工質(zhì)蒸汽溫度在加熱側(cè)和冷卻側(cè)基本上可以認(rèn)為是相等的。熱流體溫度Th和冷流體溫度Tc沿管長(zhǎng)也是均勻變化的，由式（）可得 （）式中的Qx為x 排熱管傳輸?shù)臒崃?，（）為冷熱?cè)的流體溫度差，分母為傳熱熱阻。 熱流體和冷流體流過(guò)第X排熱管后，溫度要發(fā)生變化。由式（）和（）可得熱流體的溫度降低為和冷流體的溫度升高為，即 （） （）由此，可得出順流情況下每排熱管的傳熱量。Q1Th1ΔTh1Tc1+ΔTc1熱流體進(jìn)口Th1冷流體進(jìn)口Tc1Q11Q1 11Th1ΔTh1ΔTh11Th1ΔTh1ΔTh11ΔTh111Tc1+ΔTc1+ΔTc11Tc1+ΔTc1+ΔTc11+ΔTc111 流體通過(guò)熱管時(shí)的溫度變化示意圖（順流）第一排： （）移項(xiàng)合并，得 （）第二排： （）移項(xiàng)合并，得 （）同理，推出第n排： （）令（）則整個(gè)熱管氣氣換熱器的傳輸熱量Q為各排熱管傳輸量之和，即（）上式方括號(hào)內(nèi)是初項(xiàng)為公比的等比級(jí)數(shù)，該級(jí)數(shù)之和為（）代入公式（），得 （）以上各式中下標(biāo)h均表示熱流體，下標(biāo)c均表示冷流體，下標(biāo)1表示進(jìn)口，2表示出口。同理可導(dǎo)出逆流傳熱時(shí)的總傳熱量（）為：（）Q1Th1ΔTh1Tc2ΔTc1熱流體進(jìn)口Th1冷流體出口Tc2Q11Q1 11Th1ΔTh1ΔTh11Th1ΔTh1ΔTh11ΔTh111Tc2ΔTc1ΔTc11Tc2ΔTc1ΔTc11ΔTc111 流體通過(guò)熱管時(shí)的溫度變化示意圖（逆流）但這時(shí)（）因級(jí)數(shù)項(xiàng)之和，所以（）概括式（）應(yīng)有（）即（） 將式（）、（）代入式（），并加以變換，可整理為（） 式（）和式（）分別為順流和逆流情況下熱管氣氣換熱器總傳熱量的表達(dá)式。和前述一般設(shè)計(jì)計(jì)算方法一樣，“離散型”計(jì)算事先亦需已知冷、熱流體的原始參數(shù)、熱管的幾何參數(shù)、翅片幾何參數(shù)、管子排列方式、各種熱阻的參數(shù)等數(shù)據(jù)，方可進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。所謂定壁溫計(jì)算法是指將熱管氣氣換熱器的每排熱管的壁溫都控制在煙氣露點(diǎn)溫度之上,這種設(shè)計(jì)方法是建立在管內(nèi)蒸汽溫度可調(diào)整的基礎(chǔ)之上的。根據(jù)熱管如下的熱平衡方程（）假設(shè)冷、熱流體的管外給熱系數(shù)近似相等，則對(duì)冷、熱側(cè)傳熱面積相等的情況，此時(shí)，= ，則必有(ThTv)=( TvTc)；而當(dāng)熱側(cè)面積大于冷側(cè)面積時(shí),則為UhAh＞UcAc 的情況，應(yīng)有(ThTv)＜( TvTc)；而當(dāng)熱側(cè)面積小于冷側(cè)面積時(shí),＜，應(yīng)有(ThTv)＞ TvTc)。因而通過(guò)調(diào)整（UA）的值，可使熱管的蒸汽溫度Tv接近熱流體或遠(yuǎn)離熱流體溫度。由于熱管的管壁溫度基本上與管內(nèi)蒸汽溫度相近，故可用調(diào)整(UA)值的辦法來(lái)控制熱管管壁溫度?？刂茻峁芄鼙跍囟雀哂跓煔饴饵c(diǎn)的方法，在含塵煙氣的環(huán)境中，這種方法取得了良好試驗(yàn)結(jié)果。定壁溫計(jì)算法首先應(yīng)采用常規(guī)計(jì)算法，大致計(jì)算出熱管氣氣換熱器的概略尺寸及管排數(shù)，然后再用離散型的計(jì)算方法逐排計(jì)算每排的壁溫、傳熱量、冷流體的溫升、熱流體的溫降，并調(diào)整到滿意值。由于對(duì)每一排熱管來(lái)說(shuō)，進(jìn)行上述計(jì)算所用公式是相同的，而通過(guò)每一排時(shí)氣流的物理性質(zhì)是變化的，因此利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算會(huì)帶來(lái)很大的方便。在掌握了常規(guī)計(jì)算法和離散計(jì)算法之后，再進(jìn)行定壁溫計(jì)算并無(wú)多大困難。使用定壁溫設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)熱管氣氣換熱器時(shí)，可以使管壁溫度Tw始終靠近煙氣溫度Th。當(dāng)煙氣溫度降低時(shí)，管壁溫度仍可以維持在露點(diǎn)溫度以上。這在常規(guī)的間壁式換熱器中是很難做到的，因?yàn)橐话闱闆r下，在間壁換熱時(shí)壁溫總是接近給熱系數(shù)較大的流體溫度。某些常規(guī)換熱設(shè)備在低溫流體進(jìn)口處過(guò)早被腐蝕破壞，其原因即在此。通過(guò)熱管的定壁溫度設(shè)計(jì)，可以避免這一缺點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1]莊駿,:化學(xué)工業(yè)出版社,2000:45.[2]王斌斌,2006,35(05):2525.[3]方信科. ,2003,(05): 4647[4]郭振賢,2002, (04):3235.[5]紀(jì)紹斌,2005,(13):146147. [6],2005,(04):1012.[7],2006,(12):1822.[8]、,2006,(04):8890.[9],2000,21(6):1518.[10]李永華,吉云,2004,(06):2830.[11],2000,(01):3335.[12],2004,(01):5859. [13],2001, 24(04): 275277.[14]羅林,陳如冰,學(xué)報(bào),2003,(03):5557.[15],2004,(05):1618.[16]“QPipe Water Heat Recovery Boiler”Case History .[17]王瑜,屈武第,2004,(01):3537.[18]蔣章焰,1985,06（03）：255262.[19]李寶山,杜秋平,用,1995(02 ):1821.[20]李堅(jiān)隆,2001：7678.[21],2002：4952.[22],2004（05）：2427.[23]張英明,毛鐵柱,力技術(shù),2007（01）:3032.[24]李科群,羅行,：中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì),2005: 204208.[25]莊駿,徐通明,1989：2021.[26]方彬,1985：5660.[27]李菊香,1997,(03): 1821.[28]魏超,周麗純. , 2007,(03):9194.[29]鞏愛(ài)真,1989,19(1):1821.[30]宋仁偉,1987,（12）：1216.[31]Chi Pipe Theory and :8991.[32]Briggs ,Yong E heat transfer and pressure drop of air flowing across triangular pitch banks of finned tubes,AIChE Preprint, National Heat Transter Tenes.1962,(8):9295.[33]Ikuo Kohtaka,Mitsugi ，,3033,1981.[34].,Reay，.,Heat Pipes，2 nd ed.,Pergamon Press,1978：231235.[35]胡居傳,調(diào),2001,(4):1518.[36]:[重慶大學(xué)博士學(xué)位論文].2004,(01)：2123.[37]曾文良,馬曉旭,，2008， 2426.[38]RAMESH K generation extrema and their relationship with heat exchanger effectiveness[J].ASME Journal of Heat Transfer,2003,126(12):9941001.[39]王永利,:電子工業(yè)出版社,2005.[40]范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),2005(5):4143.[41]Hesselgreaves of Second Law Analysis of Heat Exchangers[J]. Mass Transfer, 2000, 43, 43 (36):41894204.[42]Shah R K,Skiepko T. Entropy Generation Extrema and TheirRelationship with Heat Exchanger EffectivenessNumber ofTransfer Unit Behavior for Complex Flow Arranger Unit Behavior for Complex Flow Arrangements[J].Transactions of the ASME, 2004,126, 126 (12) :9941002 .[43]Sahin A Z. Thermodynamics of laminar viscous flow through a duct subjected to constant heat flux .Energy, 1996,21, 21 (12) :1179~1187 .[44]Sum in pipe applied to the lithium brom idewater absorption chiller driven by exhaust gas :8690.[45]。 。 . Entropy generation analysis of thermally developing forced convection in fluidsaturated porous medium. Applied Mathematics and Mechanics,2008(01):93101.[46]李國(guó)祥,毛華永,2005(01):3032.[47]魯晉,馬紅武,2000（05）：3638.[48]吳小平,楊松林,2004（01）：810.
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