18000Nm3/h热管式空气加热器的设计毕业论文
2022-01-09 18:07:07
论文总字数：17980字
摘 要
空气预热器是一种常见的用于减少能量损耗，提高锅炉热交换率的热力设备。传统锅炉行业由于污染严重，排放量大和能源转换率低等原因已经逐渐走向没落。与此同时节能减排，低碳生活，坚持走可持续发展路线成为当前时代的主题。所以空气预热器对节能环保型锅炉的产生发挥了重要作用。
本课题选用的空气预热器实际为气-气热管换热器，所以对热管换热器的国内外研究现状，发展历程，应用前景与设计优化做了一个简述。重点是气-气热管换热器的设计，包括热力计算，元件选型和物料选取等方面。力求设计出经济实用，符合国家设计标准的热管换热器。
本课题是来源于工业生产的实际应用性项目，具有极高的实用价值。通过设计合适的热管换热器方案，减轻或解决易发生的露点腐蚀和积灰问题。
关键词：热管 换热器 露点 设计计算
Design of 18000Nm3/h heat pipe air heater
Abstract
Air heater is a kind of common thermal equipment used to reduce energy loss and improve heat exchange rate of boiler.The traditional boiler industry has gradually declined due to serious pollution, large emissions and low energy conversion rate.At the same time, energy conservation and emission reduction, low-carbon life, adhere to the sustainable development route has become the theme of the current era.Therefore, air heater plays an important role in the generation of energy-saving and environmental protection boilers.
The air heater selected in this project is actually the air air heat pipe heat exchanger, so the research status, development process, application prospect and design optimization of the heat pipe heat exchanger at home and abroad are briefly described.The emphasis is on the design of gas gas heat pipe heat exchanger, including thermal calculation, component selection and material selection.Strive to design an economical and practical heat pipe heat exchanger that conforms to the national design standards.
This topic is from the practical application of industrial production projects, with high practical value. Through the design of appropriate heat pipe heat exchanger scheme, the dew point corrosion and ash deposition problems are alleviated or solved.
KEYWORDS: Heat pipe;Heat exchanger;Dew point;Design calculation
目 录
摘 要 I
Abstract II
符号表 V
第一章 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.2.1 对气-气热管换热器的理论研究 2
1.2.2 对气-气热管换热器的实际设计 2
1.3 国内研究现状 3
1.3.1 热管及热管换热器的研究发展 3
1.3.2 热管换热器的应用及前景 4
1.3.3 热管换热器的设计与优化 4
1.4 国外研究现状 5
第二章 热管换热器工艺计算 7
2.1 确定烟气流量 7
2.2 确定对数平均温差 11
2.3 确定迎风面积及迎风面管排数 11
2.4 确定总传热系数 12
2.5 确定空气侧总传热面积 16
2.6 确定热管数 17
2.7 确定纵深排数 17
2.8 确定热管换热器的压力降 17
2.9 核算蒸发段热管的最后一排管壁温度 19
第三章 换热器结构设计 22
3.1 热管的排列方式 22
3.2 工质和管壳材料的选取 23
3.3 热管型号选择 25
3.4 热管元件的选择 26
3.5 保温层的选择 26
3.6 中孔板与弹簧 28
第四章 结论与展望 29
4.1 结论 29
4.2 展望 29
参考文献 30
致 谢 32
符号表
符号 | 含义 | 单位 | |
t1 | —— | 烟气侧定性温度 | ℃ |
—— | 定性温度下烟气定压比热容 | kJ/(kg·K) | |
—— | 定性温度下烟气密度 | kg/m3 | |
—— | 定性温度下烟气导热系数 | W/(m·K) | |
—— | 定性温度下烟气黏度 | kg(m·s) | |
—— | 定性温度下烟气普朗特数 | ||
—— | 标况下烟气的密度 | kg/m3 | |
—— | 烟气实际放出热量 | kW | |
—— | 烟气理论放出热量 | kW | |
Q2 | —— | 空气实际吸收热量 | kW |
—— | 空气理论吸收热量 | kW | |
—— | 定性温度下空气定压比热容 | kJ/(kg·K) | |
—— | 定性温度下空气密度 | kg/m3 | |
—— | 定性温度下空气导热系数 | W/(m·K) | |
—— | 定性温度下空气黏度 | kg(m·s) | |
Pr2 | —— | 定性温度下空气普朗特数 | |
—— | 光管外径 | mm | |
di | —— | 光管内径 | mm |
—— | 壁厚 | mm | |
L | —— | 翅片长度 | mm |
续表 | |||
d | —— | 翅片厚度 | mm |
Y | —— | 翅片间距 | mm |
—— | 翅片节距 | mm | |
—— | 翅片数 | mm | |
—— | 横向、纵向管子中心距 | mm | |
—— | 迎风面积 | m2 | |
U | —— | 总传热系数 | W/(m2·K) |
NFA | —— | 管束最小流通截面积 | m2 |
—— | 最大质量流速 | kg/(m2·h) | |
—— | 雷诺准数 | ||
—— | 换热系数 | W/(m2·K) | |
—— | 翅片效率 | ||
—— | 热管的翅片表面积（每米） | m2 | |
Ar | —— | 翅片间表面积（每米） | m2 |
—— | 管外总表面积（每米） | m2 | |
—— | 管外有效换热系数 | ||
n | —— | 热管数 | |
m | —— | 换热器纵深排数 | |
—— | 容积当量直径 | m | |
—— | 换热器压降 | Pa |
第一章 绪 论
换热器是一种热交换设备，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器的种类繁杂，难以细分。一般可以按照用途、制造材料、温度状况和冷热流体流动方向等进行划分。
本课题主要是研究设计空气加热器，又称空预器，是一种减少能源损耗和提高热交换率的预热设备，是一种锅炉热交换中很常见的一种换热器。对空气加热器的研究有利于全面认识锅炉内部将尾部烟道烟气热量用以预热进入锅炉的空气的全过程，可以丰富现有对预热空气的研究。
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