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摘 要

中国经济的平稳快速发展，必然会使得更多的能源被消耗，根据公布的统计数据，中国四分之一以上的能源消费正在扩大。能耗低，浪费严重，空调、采暖、照明、室内，电梯等家电是建筑的内部能耗。其中，空调和供暖系统的建筑能耗最为重要，因此降低建筑能耗的关键是降低空调和供暖系统的能耗。空调热回收装置广泛应用于生活和技术中，但传统的废热回收装置往往体积大、效率低。

本文设计的换热器不仅提高能源利用率、降低能耗，而且可以应用于大流量、工况可调的情况下。由于热管换热器可以广泛应用于许多不同的环境和工艺中，当使用条件发生变化时，不需要用热管换热器更换更多的分离部件，因为热管换热器可以很好的使用。通过改变相应的操作条件来改变工作条件，可以最大限度地节省材料，大大缩短时间。

在分离热管换热器的设计计算中，分析了设计中存在的缺陷，并提出了相应的可行方案，说明了分离式热管换热器的可行性。

关键词：热管换热器 分离式 大流量 可调工况

Separated heat pipe heat exchanger with large flow rate and adjustable working condition

ABSTRACT

The steady and rapid development of China's economy is bound to lead to more energy consumption, according to published statistics, more than a quarter of China's energy consumption is expanding. Low energy consumption, waste, air circumstances heating indoor lighting, elevator, such as electrical home appliances is the interior of the architecture energy consumption of air circumstances and the use of heating system of architecture energy is the most important, so the key to reduce architecture energy consumption is to cut down the energy consumption of air circumstances heat recovery of air circumstances and heating device is widely used in life and technology, but the traditional low efficiency of waste heat recovery unit are often large size.

In this study, the separated heat pipe heat exchanger with large flow rate and adjustable working condition not only has many advantages mentioned above, but also can be used in many different environments and industries. When the operating conditions change, it is not necessary to replace more parts of the original separation heat exchanger. As long as the corresponding operating conditions are changed, it can adapt to the changed operating conditions. In this way, materials can be maximized and time can be greatly saved.

In the process of separated heat pipe heat exchanger’s designing, the difficulties affecting the design are analyzed, and the corresponding feasible solutions are put forward, and the energy-saving benefits and economic analysis are obtained to demonstrate the feasibility of the separated heat pipe heat exchanger.

Key Words：Heat pipe ;Separate heat pipe ;Separate heat pipe heat exchanger;Large flow;Off design

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪 论 1

1.1课题背景 1

1.2国内外研究现状及前景 2

1.3本文主要研究内容 4

第二章 分离式热管换热器 5

2.1热管 5

2.1.1热管工作原理 5

2.1.2热管分类 5

2.1.3热管特点 6

2.2分离式热管换热器 6

2.2.1分离式热管换热器原理及特点 6

2.2.2分离式热管换热器技术应用 7

第三章 热力计算 8

3.1 设计初始条件及参数 8

3.2计算传热量Q 8

3.2.1烟气定性温度 8

3.3烟气的放出热量 9

3.4热管传至冷空气侧的热量 9

3.5冷空气实际获得热量 9

3.5.1冷空气出口温度及对数平均温差 9

3.5.2空气侧定性温度及参数 9

3.5.3对数平均温差 10

3.6确定迎风面积及迎风面管排数 10

3.6.1烟气侧迎风面积空气侧迎风面积 10

3.6.2迎风面宽度 10

3.6.3实际迎风面面积 11

3.7求总传热系数 11

3.7.1管束最小流通截面积 11

3.7.2流体最大质量流速 11

3.7.3求 12

3.7.4求流体换热系数 12

3.7.5求翅片效率 12

3.7.6求每米长热管管外总表面积 13

3.7.7求管外有效换热系数 14

3.7.8求污垢热阻及管壁热阻 14

3.7.9求总传热系数 14

3.8求加热侧的总传热面积 15

3.9求所需热管数 15

3.10求换热器纵深排数 15

3.11求通过热管换热器的压力降 16

3.11.1换热器的净自由容积 16

3.11.2求当量直径 16

3.11.3求 16

3.11.4求摩擦系数 16

3.11.5求平均管壁温度 17

3.11.6求壁温下的流体黏度 17

3.11.7求通过换热器的压降 17

3.12经济核算 18

3.12.1设备总资金 18

3.12.2设备电耗以及操作费用 18

3.12.3年节约费用 18

3.12.4成本回收时间 19

3.13安全性校核 19

3.13.1热管工作温度 19

3.13.2热管携带极限计算 21

3.13.3.加热侧最低壁温 23

第四章 设计难点与运行 24

4.1设计难点 24

4.1.1换热元件 24

4.1.2换热面低温结露 24

4.1.3高温爆管 24

4.1.4热管慢性失效 24

4.2运行问题 24

第五章 总结与展望 26

5.1 设计总结 26

5.2 未来展望 27

参考文献 28

致 谢 30

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