熱管換熱器設計計算及設計說明書

#（2。69）移項合并，得（2。70）第二排：（2。71）移項合并，得（2。72）同理，推出第n排：（2。73）令（2.74）則整個熱管氣一氣換熱器的傳輸熱量Q為各排熱管傳輸量之和,即（2.75）上式方括號內(nèi)是初項為1、公比的等比級數(shù),該級數(shù)之和為（2.76）代入公式（2.75），得（2。77）以上各式中下標h均表示熱流體，下標c均表示冷流體，下標1表示進口，2表示出口.同理可導出逆流傳熱時的總傳熱量（參見圖2.4）為：圖2.4流體通過熱管時的溫度變化示意圖（逆流）但這時因級數(shù)項之和，所以（2。80）概括式（2。68）應有（2。81）即將式（2。81）、（2.82）代入式（2。80），并加以變換,可整理為式（2.77）和式（2。83）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式。和前述一般設計計算方法一樣，“離散型”計算事先亦需已知冷、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)，方可進行設計計算。2.6熱管氣—氣換熱器的定壁溫計算法理論所謂定壁溫計算法是指將熱管氣—氣換熱器的每排熱管的壁溫都控制在煙氣露點溫度之上，這種設計方法是建立在管內(nèi)蒸汽溫度可調(diào)整的基礎之上的。根據(jù)熱管如下的熱平衡方程(2.84)假設冷、熱流體的管外給熱系數(shù)近似相等，則對冷、熱側(cè)傳熱面積相等的情況，此時，Uh.Ah=Uc.Ac,則必有(Th—Tv)=(Tv-Tc);而當熱側(cè)面積大于冷側(cè)面積時，則為UhAh>UcAc的情況，應有(Th—Tv)<(Tv—Tc);而當熱側(cè)面積小于冷側(cè)面積時,則為Uh。Ah<Uc.Ac的情況，應有(Th—Tv)>Tv-Tc)。因而通過調(diào)整(UA)的值，可使熱管的蒸汽溫度Tv接近熱流體或遠離熱流體溫度.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)值的辦法來控制熱管管壁溫度?？刂茻峁芄鼙跍囟雀哂跓煔饴饵c的方法，在含塵煙氣的環(huán)境中，這種方法取得了良好試驗結(jié)果。定壁溫計算法首先應采用常規(guī)計算法,大致計算出熱管氣-氣換熱器的概略尺寸及管排數(shù)，然后再用離散型的計算方法逐排計算每排的壁溫、傳熱量、冷流體的溫升、熱流體的溫降，并調(diào)整到滿意值。由于對每一排熱管來說，進行上述計算所用公式是相同的，而通過每一排時氣流的物理性質(zhì)是變化的,因此利用電子計算機進行計算會帶來很大的方便.在掌握了常規(guī)計算法和離散計算法之后，再進行定壁溫計算并無多大困難.使用定壁溫設計法設計熱管氣-氣換熱器時，可以使管壁溫度Tw始終靠近煙氣溫度Th.當煙氣溫度降低時，管壁溫度仍可以維持在露點溫度以上。這在常規(guī)的間壁式換熱器中是很難做到的，因為一般情況下，在間壁換熱時壁溫總是接近給熱系數(shù)較