翅片管换熱(rè)器的工艺设计

设计的出发点和归宿就是再三强调过的并可称之为“Number One”的传熱(rè)公式，在以传熱(rè)面积作为设计目标时，传熱(rè)你麗公式可写为：

      理請      &n老時bsp;      生公;     &體著nbsp;   Q      &nb鐘湖sp;      都多;  

A=   —————   ㎡     &吧農nbsp;    &n內靜bsp;     &nb謝司sp;     &和好nbsp;    

     &nb工通sp;      風知;     &nbs這風p;     &n相靜bsp;   K△T

式中， Q：传熱(rè)量（熱(rè)负荷） kw或w。 由第六讲为基础，进行计算；

     房人  K：传熱(rè)系数，w / (㎡·℃)。 按以前相关章节进行计算或选择；

△  T：传熱(rè)温差，℃。 按相关公式进行计算。

最后，所需翅片管的传熱(rè)面积A就可以计算出来了。

设计步骤如下(xià)：

【步骤1】梳理(lǐ)用户给出的条件和要求，计算熱(rè)负荷

此外尚需注明：     &黃玩nbsp;     &呢校nbsp;    &n問說bsp;     鐵都;      山員;      &體微nbsp;    &農黃nbsp;     &nb謝聽sp;      跳都;     &n離的bsp;    &nbs呢頻p; 

【步骤2】选定换熱(rè)器的迎风面质量流速υm  kg/㎡s

所谓迎风面积：是指气体（烟气或空气）进入管束之前的流通面积；

所谓迎风面质量流速：是指单位迎风面积上(shàng)，单位时間(jiā電會n)（s）所流过的气体质量（kg）；迎风面质量流速υm ( kg/㎡s)的选定方法和考虑因素详見(jiàn)本讲座第四讲。

2-1质量流速的选取

如果對(duì)气体侧的阻力降没有特殊要求，建议选择默认值υm=3 kg/（㎡s）；

如果气体侧的允许阻力降很低时，建议υm在1~2 kg/（㎡s）之間(jiān)进行选择；

如果担心积灰比较严重，希望使气流本身具有一定的自吹灰能力，建议

υm选4 kg/（㎡s）

[附加说明：在翅片管最窄流通截面处的风速大(dà)约为迎风面上(shàng)農是的2倍，当烟气的当地(dì)风速在8~10 m/s时，就具备了一定的自吹灰能力]

2-2选定气体的迎风面质量流速以后，所需的迎风面积就可简单地(dì)计算出来了：

      &nb說時sp;     這吃;     快笑;   [ 质量流量 ]     &n慢計bsp;     他短   G  (kg/s)     &n在能bsp;       &n輛低bsp;     &n書校bsp;    &nbs我南p;    &nbs道年p;     章樂;     &nbs近知p;    &nbs員人p;     員窗     &nb動問sp;      自木   

   F 迎风面  =    ——————————— =  ————————      &nb紙件sp;     &n都件bsp;     &nbs術人p;     物爸;     &n得劇bsp;     唱問  

      &nb時物sp;      城畫     [ 迎风面质量流速 ]     &n朋員bsp; υm  kg /（㎡s）

特别提示：若给出的是气体的体积流量V(m³/h) , 应将其换算成质量流量；     &鄉還nbsp;     冷生   

  G  (kg/s) = V (m³/h) ×ρ (kg/ m³)/3600

式中，ρ为气体的密度，按体积流量對(duì)应的温度值查物性表

2-3确定迎风面的形状

一般设定为矩形，L1 × L2 = F 迎风面

L1, L2为矩形的两个边，L1, L2 的选择要考虑气体流动的均匀性，也要考虑翅片管怎么放置比较合适。是沿长边放河他置还是沿短边布置，等等。

      &就匠nbsp;    &民見nbsp;     &n熱不bsp;     &nbs木就p;     &鄉火nbsp;    &n黃器bsp;     &照輛nbsp;

【步骤3】选定翅片管尺寸规格及在迎风面上(shàng)的管間(jiān)距及管子(吃體zǐ)根数和长度

3-1 根据螺旋高(gāo)频焊翅片管的应用条件和应用经验，推荐翅片管规格的默认值線厭：

设计者可以改变上(shàng)述默认值，考虑的因素为

（1）  若设备熱(rè)负荷较大(dà)，为了减少翅片管根数，可以选用较大裡生(dà)直径的翅片管，如:CPG(Φ51×3.5/90/8/1)，Pt=108mm

（2）  對(duì)于空气冷却器，为了增大(dà)管内流体的流速和换唱資熱(rè)，经常习惯选用较小直径的翅片管，例如：

      &nb藍綠sp; CPG(Φ25×2.5/50/5/1) ，Pt=60mm

（3）  根据积灰的可能性及严重程度，选定不同的翅片間(jiān)距。

3-2 确定迎风面上(shàng)的翅片管根数和长度，迎风面上(shàng)有兵新两个边长尺寸L1, L2可供选择，若L1> L2，一般选L1作为翅片管的长度，则翅片管在迎风面上(shàng)可以摆放的鄉技根数N1由L2决定，即N1= L2 / Pt ,取圆整值。这样，迎风面上(shàng)的翅片管布置就可画出来了。

3-3 计算迎风面上(shàng)的基管传熱(rè)面积A1

     &n話如bsp;     &nbs我算p;      車妹      &票雪nbsp;     A1=πDo×L1×N1

【步骤4】计算翅片管的换熱(rè)系数和传熱(rè)系数

4-1 由气体侧的平均温度查取相应物理(lǐ)值，如在省煤器中，烟气侧的煙窗平均温度

     &n光見bsp;     一話     &nbs銀呢p;  Tg = （1/2）× (T1  +T1  )  ℃

依此查取烟气物性表中的下(xià)列物理(lǐ)量：

*  密度：     ρ   kg/ m³

*  比熱(rè)：     Cp   kJ/ kg℃

*  导熱(rè)系数： λ   w/m·℃

*  黏度系数： η   ㎏/mS

*  蒲朗特数： Pr   ——

4-2 由第四讲中推荐的公式计算翅片外表面为基准的换熱(rè)系数

     &nb好動sp;   h  (w/㎡·℃)

也可以由估算表中找到相近的h值。

4-3 由第二讲中的论述计算翅片管的翅化比β和翅片效率η

也可由表中推荐的估算值找到合适的数值。

4-4 计算以基管外表面为基准的换熱(rè)系数

ho=h×β×η

也可以由估算表中找到相近的数值。

4-5 按上(shàng)一 讲中的推荐，确定翅片管换熱(rè)器的传熱(rè)系数K，有两个方法可供选择：(1)對(duì)专业人士，可以查找相应的计算式，计算传熱(rè)过程的她體每项部分(fēn)熱(rè)阻，最后计算总传熱(rè)熱(rè)阻，農站并确定传熱(rè)系数；

    (2)對(duì)于非专业人士，可以按第七讲中的估算表，并按照(zhào)翅片場唱管结构和选用的迎面风速，选择相应的或相近的传熱(rè)系数估算值。

【步骤5】计算翅片管换熱(rè)器的传熱(rè)平均温差△T

     近似地(dì)按逆流温差计算，可查阅“传熱(rè)學(xué)花還“中的相关计算式。

【步骤6】计算翅片管换熱(rè)器所需总传熱(rè)面积A

     &還多nbsp;

     &電森nbsp;    &n西我bsp;    &nb短分sp;     &n男算bsp;    &nb生場sp;  Q     

A=   —————      畫笑      &n河靜bsp;     &nbs可國p;      多美    

      &n分舊bsp;     厭北     &n大小bsp;    &nbs理腦p;    K△T

注1：此总传熱(rè)面积是以基管外表面积为基准的总传熱(rè)老信面积。即A所指的是基管外表面积的总和。

注2：选取安全系数=1.1~1.2，则实际应取的传熱(rè)面积为上(shàng)述计算值的（1.1~1.2）倍，即A= A计算值×（1.1~1.2）

安全系数的选取考虑：

*因各步骤计算不够精确，会造成一定的计算误差，为了安全起見(jiàn)，要选用間那大(dà)于1的安全系数；

*因为积灰，结垢等因素会造成实际传熱(rè)系数的下(xià)降，而这些會靜因素又很难精确计算，故选取一定的安全系数来保证设计的安全性。

【步骤7】计算翅片管换熱(rè)器的管子(zǐ)根数，纵向管排数，并最终确定换熱(影家rè)器的纵向（即气体流动方向）尺寸及相应参数

7-1单支管的传熱(rè)面积：πDoL1，L1中要考虑一定的工艺段长度

7-2 翅片管总根数：

     &我弟nbsp;     &nbs西業p;    [ 总传熱(rè)面积 ]     年不     &nb林樹sp;  A     如如      &n知視bsp;     &n兒藍bsp;      遠對;     &nbs腦廠p;     &n慢山bsp;     &輛照nbsp;    &nbs外坐p;      書長     &妹場nbsp;    &n章民bsp;

   N  =     —————————   =  ——————   ，取圆整值      &n美民bsp;     歌訊         議化;     森草      &鐵男nbsp;   

      風子     &nb劇家sp;  [ 单支翅片管面积 ]     務匠   πDo×L1

7-3 纵向排管数N2

     &愛睡nbsp;     &nbs公員p;     [ 总根数 ]     &n多雨bsp;     N      在新;      &我樂nbsp;     兵技     &nb你得sp;      吧南;     海放     &n南分bsp;     &n市動bsp;     &話金nbsp;     &nb話對sp;     

   N2  =    ————————  =  —————  ，圆整并总取大(dà)值，      算鄉      &舞地nbsp;    &nbs腦作p;      熱書      &n花水bsp;    &nbs綠城p; 

     &n都但bsp;      草街;    [ 横向根数 ]     &nbs光刀p;    N1

   如：N2 = 11.2, 则取N2 = 12  

     &nb視商sp;     &nbs秒放p;  

7-4 选定纵向管間(jiān)距PL，在等边三角形排列时：

      動關;  

【步骤8】画出主要元件图

8-1 画出主要元件图

8-2 画出翅片管束断面图

【步骤9】计算翅片侧气体的流动阻力△P

9-1 可按相关计算式（第四讲）计算。

9-2 可按阻力估算表（第四讲）选取。

并最后确定：△P计算值<△P要求值

若出现△P计算值不能满足设计要求的情况，需修改初始相关参数，重复上(shà唱醫ng)述各步骤的计算。

【步骤10】计算翅片管换熱(rè)器的总重

10-1 计算翅片管元件的单重和总重；

10-2 计算管箱及其他结构件的重量，

一般取翅片管元件总重的30~40%

10-3 汽包，支撑和保温需单独计重

上(shàng)述各项重量的计算作为供货方估价的基础

------------------------------道她--------------------------------線分--------------------------------窗商---------

好了，本讲的基本内容就讲完了，下(xià)面将设计步骤用框图的形式总结一下雜電(xià)：

      设计步骤

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