论文总字数：14388字

摘 要

本文阐述了热管的构造、工作流程以及热管换热器的论述和分类，通过国内外热管换热器的研究发展进行初步了解，进而根据本课题的初始参数进行热管换热器的热力计算、结构尺寸设计，完成温度压力校核，最后总结出设计出的热管换热器应注意的关键问题。这次设计通过热管换热器的研究以及参与热管换热器的设计和校核证明了热管式余热回收系统的可行性。

关键词：热管 换热器 余热回收

The design of waste heat recovery system of 30000Nm³/h heat pipe heat exchanger

Abstract

In this paper, the structure of the heat pipe, working process and heat pipe heat exchanger are discussed and classified, by domestic and foreign heat pipe for heat exchanger of the research and development of a preliminary understanding and according to the subject of the initial parameters of the heat pipe for heat exchanger thermodynamic calculation, structure size design, checking the pressure of temperature, and finally summed up the design of heat pipe heat exchanger should pay attention to the key problems. This design through the heat pipe for heat exchanger of studies and participate in heat pipe for heat exchanger design and verification proved that heat pipe type waste heat recovery system feasibility.

Keywords: Heat pipe ; Recovery of waste heat; heat recovery

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1余热回收的必要性 1

1.2 热管式余热回收的优点 1

1.3热管的结构 1

1.4 热管的工作原理 2

1.5热管基本特性 3

1.6 热管换热器 4

1.7 热管换热器的分类 4

1.8 热管式余热回收系统的理论研究进展 6

1.9 热管式余热回收的实验研究进展 6

1.10 热管式余热回收系统在各行工业中的实际应用 7

1.11 提高系统性能的关键问题 8

第二章 热管的热力计算 10

2.1基本选择 10

2.2计算烟气流量及传热量 10

2.3对数平均温差 13

2.4确定迎风面积以及迎风面管排数 13

2.5总传热系数计算 13

2.6加热侧总传热面积 15

2.7所需热管数 15

2.8换热器纵深管排数 15

2.9热管换热器的压力降 16

2.10第一排热管的工作温度 17

2.11末排热管管壁温度 18

2.12 校核 20

第三章 热管换热器的结构设计 21

3.1热管元件的基本选择 21

3.2换热器基本结构尺寸 21

3.3烟气空气进出口 22

3.4孔板 22

3.5附加部件 23

第四章 结论与展望 24

参考文献 27

致 谢 27

第一章 绪 论

1.1余热回收的必要性

随着我国经济的发展导致越来越多的燃油燃气锅炉的投入使用，不管国家还是企业对于追求能源的最优化利用以及环保要求都是现代化工业发展的重中之重，而余热回收是应对能源供需和环保要求的最典型的一个课题。
在工业经济发展到一定阶段的时候，余热回收利用是企业不得不去考虑的一个问题。可余热回收利用的工业有很多，最典型的就是高温烟气的余热回收、高温产品和锅炉余渣的余热回收、化学反应的余热回收等^[1]。经过多位学者研究发现，各个行业产生的余热总资源约占其燃烧资源的17%~67%，其中可以进行余热回收的的资源大约占据余热总资源的60%，并且绝大多数工业锅炉的排放烟气温度已经达到200℃，而这也是可回收的余热的主要来源。可以采用余热回收从而使排烟的温度变低，进而回收烟气中的水蒸气的汽化热，这样的话不仅仅可以提高10%左右的锅炉效率，使得效率提高，能源节约效果显著，同时也改变了大气环境，满足了国家最新规定的节能减排政策^[2]。

1.2 热管式余热回收的优点

热管是一个具备非常高的导热性能的传热构件，他的原理就是在完全密封的真空管内通过工作液的蒸发与凝结来转换热量，它有非常好的导热性、冷热两边的热接触面积可以变化、远距离传递热量、可以控制温度等多种特点。而由热管为核心组建的热管换热器因为其很高的传热效率、紧密的结构、工质流体的流动阻挡损失小、便利控制露点以防腐蚀等特点，已经被使用到冶金、炼油、陶瓷、轻纺等各种轻重工业中，并取得了明显的节能经济效益^[3]。

1.3热管的结构

热管换热器的最基本元件是热管，从外观来看，热管就是一根普通的圆管，但是它主要构造特点是表现在管内的。管壳、蒸汽腔组成的蒸汽通道和毛细多孔管芯共同构成热管^[4]。从传热流程能看出，热管可以分为蒸发段、绝热段和冷凝

段等三个部分。如下图：

图1-1 热管示意图

（1）管壳

热管的壳体是可以忍压力的元件，必须由较高的传热性能、可受热性能、可抗压性能的材料制成，并且在选择材料时要考虑到材料与运行工质的相容性，即热管在工作温度下连续工作不会发生发生腐蚀，不产生气体^[5]。

（2）管腔

管腔是工作介质的传递热量的场所，而在此空间内影响蒸汽流动的原因有很多，所以工作液的蒸汽流动是一个很复杂的双相流动。

（3）管芯

管芯是紧紧安装在管壳内壁的毛细元件，管芯一般用多层的金属丝网或者纤维、陶瓷等物件来紧贴内壁以便可以减少因为摩擦而产生的热损失^[6]。

1.4 热管的工作原理

请支付后下载全文，论文总字数：14388字