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摘 要

本文给定的烟气量为7500Nm³/h,，烟气进口温度250℃，出口温度200℃，空气进口温度20℃，本文设定的空气量为10000Nm³/h。本文计算得出7500Nm³/h热管预热器的传热量Q=148.79kW，对数平均温差Δt_m=185.55℃，总传热系数U_H=17.21W/(m²·℃），以及冷热侧的压降分别为ΔP^h=108.15Pa、ΔP^c=82.73Pa等数据进行分析，了解该热管换热器的传热和流动情况。并且最后对该7500Nm³/h热管预热器所得的数据进行分析校验，得出我们算出的数据是合理的。

本文热管换热器的结构计算主要分为两个方面，一是热管原件相应的各个结构的尺寸设计与计算，本文结合传热效率和经济性原则，取热管基管的外径d₀=32mm、壁厚，翅片的外径d_f=62mm、高度l_f=15mm、厚度、间距Y=4mm，横向、纵向管子的中心距S_L=S_T=80mm；二是换热器各个部分结构的尺寸设计与计算，计算得到是热管热侧长度l^h=1.302m，热管冷测长度l^c=1.736m，第一排管排数B=10排，实际安装时上升管长度L^h=3.0m、下降管长度L^c=2.2m，换热器箱体的长度b_h=b_c=0.501m、宽度a_h=a_c=0.962m、高度H=4.782m。

关键词：热管 分离式热管换热器 传热系数 翅片 热力计算

The Design of 7500Nm³ /h Separate Heat Pipe Preheater

ABSTRACT

Given in this paper, the smoke volume is 7500Nm³/h, the flue gas inlet temperature of 250℃, the outlet temperature of 200℃, the air inlet temperature is 20℃, the paper set the amount of air is 10000Nm³/h. This paper calculated 7500Nm³/h heat transfer of heat pipe preheater Q=148.79kW, logarithmic mean temperature difference Δ t_m=185.5℃, the total heat transfer coefficient of U_H =17.21 W/(m²·℃), and the pressure drop of cold and hot side respectively ΔP^h=108.15Pa、ΔP^c= 82.73 Pa such as data analysis, understand the status of heat transfer and flow the heat pipe heat exchanger. Finally, the data obtained from the 7500Nm³/h heat tube preheater are analyzed and verified, and the data obtained by us is reasonable.

In this paper, the structure of the heat pipe heat exchanger calculation is mainly divided into two aspects, one is the size of the original heat pipe corresponding various structure design and calculation, based on the heat transfer efficiency and economy principle, take the heat pipe tube d₀=32mm in diameter, wall thickness, fin of diameter,d_f=62mm，height l_f=15mm, thickness, spacingY=4mm, horizontal and vertical pipe center distance of the S_L=S_T=80mm; The second is the size of the heat exchanger parts structure design and calculation, calculate is heat pipe hot side length l^h=1.302m, cold heat pipe length measurement l^c=1.736m, the first row tube row numberB=10 rows, rising pipe length L^h=3.0m, down pipe length L^c=2.2m, the length of the heat exchanger body b_h=b_c=0.501m， , width a_h=a_c=0.962m, height H=4.782m.

Key words:Heat pipe、Separate heat pipe heat exchanger、Heat transfer coefficient、Fins、Thermodynamic calculation

目录

摘要 I

ABSTRACT II

符号表 IV

第一章 绪论 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 分离式热管换热器的综合利用 2

1.2.1 分离式热管换热器在电厂余热回收中的应用^[ 2

1.2.2 分离式热管换热器在脱硫装置里面的应用 2

1.3 国内外已有研究成果 3

1.4 分离式热管预热器的研究的意义 4

第二章 分离式热管换热器的热力计算 14

2.1 设计题目及设计任务书 14

2.1.2 设计题目 14

2.1.2 设计任务书 14

2.2 原始资料 14

2.3 设计流程 15

2.3.1 热管原件的基本选择 15

2.3.2 计算传热量Q 16

2.3.3 冷空气出口温度及对数平均温差 17

2.3.4 确定迎风面积Aex及迎风面管排数B 18

2.3.5 求总传热系数 19

2.3.6 求加热侧总传热面积 22

2.3.7 求所需热管数n 23

2.3.8 求换热器纵深管排数m 23

2.3.9 求通过热管换热管的压力降 23

2.3.10 求热管的第一排的管内流体温度 24

2.3.11 求蒸发段热管的最后一排管壁温度 26

2.3.12 强度校核 27

第三章 分离式热管换热器的结构计算 28

3.1 热管原件的基本选择 28

3.2 本热管换热器的基本结构 28

第四章 结论与展望 31

4.1 设计结论 31

4.2 未来展望 31

参考文献 21

致谢 23

符号表

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1963年Grover正式在他的专利中提出“热管”的名称，并且在1964年第一次对外公开了他们的研究成果。1965年首次系统的阐述了他的热管理论^[1]。

以热管为传热元件的换热器与其他换热器相比的有点主要在于:(1)传热效率高;(2)热管表面温度均匀^[2]；(3)可以实现固-固（固体和固体之间）、固-流（固体和流体之间）热量的传递；(4)工作时候压力造成的损失比较小、不需要后期进行热量的补偿、工作时候性能稳定、设计时候热管各结构紧密结合以达到冷流体和热流体的分开^[3]；(5)在一般的情况下，对于露点腐蚀有很好的控制。

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