烟道光管钢管换热器说明书(课设).docx

中南大学课程设计说明书课 题 烟道光管钢管换热器学 院 能源科学工程学院学生姓名 刘朝柱指导老师 李茂专业班级 能动1204班学 号 10031204212015年1月3日目 录一.已知条件................................................................................................2二.换热器结构初步确定...........................................................................2三.换热器热计算........................................................................................3四.换热器验算............................................................................................7五.流体压降计算........................................................................................8六.烟道光管钢管换热器技术性能表......................................................11七.参考文献...............................................................................................12烟道光管钢管换热器设计说明书一.已知条件1）入换热器平均烟气标况流量: Vh=1.94m3/s; 2）入换热器烟气温度： th,i=660℃ ; 3) 入换热器空气标况温度： tc=1.53m3/s; 4) 入换热器空气温度： tc,i=20℃； 5） 出换热器空气温度： th,o=360℃; 6) 地下水平烟道的断面尺寸：W ×H=1392mm×1700mm 7）烟气成分成分(V/V)%CO2SO2H2OO2N215.856.703.704.6579.10二.换热器结构初步确定1）流道安排、流动方式及行程确定水平烟道中，烟气与空气正交逆流流动；受烟道高1700mm的限制，空气每个行程 的换热管有效高度初步设计为1600mm，换热器设计成1-2n行程。2）换热器规格 选用60mm×3.5mm无缝钢管。 3）换热管排列 考虑清灰方便，按群管顺排列，并取管中心距S1=S2=2d=2×0.06=0.12m 取空气在管内的标况流速ωc=10m/s,管内径取d=0.053m,其流 通截面积f0=0.0022m2。、 一个行程空气侧需要流通面积为： f===0.153m2一个行程需要关热管根数N==70根 烟道断面宽度B=1.392m,则在其宽度上排列的换热管列数为: m===10列 顺烟气流向排列M排，则M===7排三.换热器热计算1）有效换热量Q；所谓有效换热量是指空气从20℃被加热到350℃从烟气所吸收的热量。由于相应温度下空气的比热容分别为cc,i=1299J/(m3·c)和cc,o=1322J/(m3·c)。则：Q=VC(tc,occ,o-tc,icc,i)=1.53×(360×1322-20×1299)=688408W。2）烟气出口温度确定；根据热平衡方程，在换热器内空气的吸热等于烟气的放热。首先假定烟气出口温度th,o=440℃，其比热容为ch,o=1464J/(m3·c)，对应烟气入口温度为th,i=660℃,ch,i=1500J/(m3·c)。可求出：tc,o==434℃与假设的温度相差小于4％，可以确定th,o=434℃。3)流体对数平均温差；逆流时流体在换热器入口和出口的温差分别为：△t1=660-360=300℃△t2=434-20=414℃则其对数平均温差为△tm==354℃。ε0=0.98则　△ti,m=0.98×354=347℃。4）管内空气侧传热系数ac；空气在管内标况流速：ω0===9.94m/s空气平均温度：tc,m=0.5×(20+360)=190℃空气在管内流动的雷诺数：Rec===2.87×当=30时，kl=1.05 ,设管壁平均温度为400℃，则：K′==0.8又对于直管，系数kR与kD为1，代入数值后可得：ac=3.63×=38.9=38.9[(W?)