计算热管换热器

1. 热工学，传热学里面有计算公式和公式推导2. 各种手册里有更为直接的工程计算方法和参数列表，比如机械类手册，热工类手册、暖通类手册，压力容器类手册。3. 计算热管换热系数可以采用有限元方法，ansys、abaqus都可以，如果有流固耦合，也可以用fluent和cfx，甚至是基于workbench的多物理场联合仿真。另外还有流程类仿真计算软件，如aspen之类的，这个软件一般应用在石化领域，计算换热器比较有优势。热管换热器设计一台锅炉排烟温度为160，要求设计一台热管换热器，用烟气余热加热进气以提高锅炉效率。已知参数：锅炉排烟量=189000m3/h，迎风面风速2.9m/s，排烟温度160，设定出口烟气温度118。需要空气的流量Vl=120000m3/h，进气温度，空气风速为选取圆片翅片强化换热。翅片管材料选择碳钢（wC=1%）。热管参数：热管蒸发段长取l0=3.16m，管外径d0=34mm，管内径di=29mm，壁厚0=2.5mm， 翅片高度H=12mm，翅片厚度=2mm，翅片间距，那么翅片的节距，每根管肋片数为nf=3160/8.4=376片。管排选用叉排布置，迎面横向管子距离设定为，翅片管纵向距离。由于烟气和空气的物性很相近，取相同的蒸发器和冷凝器结构参数。1. 总换热量计算定性温度tfm=查物性得： 烟气放热量 2.计算迎风面积Ay和迎风管排数B迎风面积迎风面宽度迎风面管子数3.冷空气出口温度及对数平均温差冷空气出口温度：假设，则查得52.5水的物性参数：则：再假设冷空气出口温度为，则查得53.5空气的物性参数：则：冷空气出口温度为：空气侧定性温度为：物性：对数平均温差4.计算总传热系数管束最小流通截面积NFA 烟气侧换热系数又故烟气侧换热系数空气侧换热系数又故空气侧换热系数单根热管表面积A由肋片的参数查传热学书（杨世铭，陶文铨 编著）P65图2-20得：肋效率肋片表面积肋片之间的根部表面积为热管外总表面积蒸发管外有效换热系数冷凝管外有效换热系数热管内换热系数hi热管蒸发段内壁加热的热流密度：热管内蒸发段换热系数hi计算使用imuras correction：假设热管蒸发段蒸汽温度为，查饱和水和饱和蒸汽的热物理性质表得： 代入上述hi公式计算得：hi=5402.567W/(m2K)总换热系数h忽略污垢热阻，导热热阻：（翅片管导热系数）总传热系数其中则故5.热管换热器管数、排数计算由，有：总换热面积为蒸发热管总数根换热器排数取22排，排列为6.管内蒸汽温度计算平均壁面温度：假设热管蒸发段蒸汽温度为，查饱和水和饱和蒸汽的热物理性质表得：代入hi公式算得：hi=5384.373072 W/(m2K)，则：假设的温度和算得的温度相差较小，则饱和蒸汽的温度为，符合要求7压降计算蒸发器压降计算冷凝器压降计算