气—气热管换热器的传热计算
热管换热器计算
热管换热器计算(2009-02-20 22:50:45)转载标签：热管换热器计算德天热管亚洲热管网热管换热器计算可用热平衡方程式进行计算，对于常温下使用的通风系统中的热管换热器的换热后温度，回收的冷热量也可用下列公式计算，由于公式采用的是显热计算，但实际热回收过程也发生潜热回收，因此计算值较实测值偏小，其发生的潜热回收可作为余量或保险系数考虑。
本文选自【亚洲热管网】热管换热器的计算：1. 热管换热器的效率定义η=t1-t2/t1- t3 (1-1)式t1、t2——新风的进、出口温度（℃）t3——排风的入口温度（℃）2.热管换热器的设计计算一般已知热管换热器的新风和排风的入口温度t1和t3，取新风量L x 与排风量L P相等。
即L x = L P，新风和排风的出口温度按下列公式计算：t2=t1－η(t1－t3) (1-2)t4=t3＋η(t1－t3) (1-3)t4——排风出口温度（℃）回收的热量Q (kW), 负值时为冷量：Q(kW)= L xρX C x（t2-t1）/3600 (1-4)式中L x——新风量（m3/h ）ρx——新风的密度（kg/m3）（一般取1.2 kg/m3）C x——新风的比热容，一般可取1.01kJ/ (kg ·℃)。
3.选用热管换热器时，应注意：1）换热器既可以垂直也可以水平安装，可以几个并联，也可以几个串联；当水平安装时，低温侧上倾5℃~7℃。
2）表面风速宜采用1.5 m/s~3.5m/s。
3）当出风温度低于露点温度或热气流的含湿量较大时，应设计冷凝水排除装置。
4）冷却端为湿工况时，加热端的效率η值应增加，即回收的热量增加。
但仍可按上述公式计算（增加的热量作为安全因素）。
需要确定冷却端（热气流）的终参数时，可按下式确定处理后的焓值，并按处理后的相对湿度为90%左右考虑。
h2=h1－ 36Q/ L×ρ (1-5)式中h1, h2——热气流处理前、后的焓值（kJ/kg）;Q ——按冷气流计算出的回收热量（W）;L ——热气流的风量（m3/h ）；ρ——热气流的密度（kg/m3）。
气气板式换热器选型计算
气气板式换热器选型计算1. 引言气气板式换热器是一种常用于热力系统中的换热设备，它通过板式结构将热量从气体A传递给气体B，实现热能的转移和利用。
在实际应用中，我们需要进行换热器的选型计算，以确定最合适的换热器尺寸和参数。
本文将介绍气气板式换热器的选型计算方法，并给出一个实例以供参考。
2. 换热器选型计算方法2.1 确定热负荷在进行换热器选型计算之前，首先需要明确热负荷，即所需传热的热量。
热负荷的计算通常通过以下公式得到：Q = m * (h2 - h1) (1)其中，Q为热负荷（单位：kW），m为气体A的质量流量（单位：kg/s），h1为气体A的入口焓值（单位：kJ/kg），h2为气体A的出口焓值（单位：kJ/kg）。
2.2 确定热传导面积热传导面积是指换热器中用于热量传递的表面积。
在进行换热器选型计算时，需要根据热负荷确定热传导面积。
热传导面积的计算可以通过以下公式得到：A = Q / (U * (ΔTm)) (2)其中，A为热传导面积（单位：m2），Q为热负荷（单位：kW），U为换热器的传热系数（单位：W/(m2·K)），ΔTm为气体A和气体B的平均温差（单位：K）。
2.3 确定气体A和气体B的传热系数换热器的传热系数U反映了换热效果的好坏，需要根据具体情况进行确定。
通常情况下，可以通过以下公式近似计算气体A和气体B的传热系数：U = 1 / R (3)其中，R为换热器的总传热阻力。
2.4 确定换热器的总传热阻力换热器的总传热阻力包括板间阻力、壁阻力和接触阻力等。
在进行换热器选型计算时，需要根据具体的换热器结构和工艺参数确定总传热阻力。
总传热阻力的计算方法比较复杂，通常需要借助专业的软件或手册进行计算。
3. 实例演算假设我们需要为一个热力系统中的空气进行换热，已知空气的质量流量为1 kg/s，入口温度为150℃，出口温度为100℃，换热器的传热系数为1000W/(m^2·K)。
(完整版)气气热管换热器计算书
热管换热器设计计算1 确定换热器工作参数1.1 确定烟气进出口温度t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度t 2c，饱和蒸汽压力p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180C .空气入口温度t 1c.所选取的各参数值如下：2 确定换热器结构参数2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度： t f =t 1+t 22=420°C+200°C2=310°C在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出：烟气入口处： t i =t 1+t 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=56°C选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C o o ，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。
2.2 确定热管尺寸对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径d v =1.64√Q cr(ρv p v )12根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW ，在t o =56°C 启动时ρv =0.1113kg/m 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m因此 d v =√1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄=13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i管壳厚度计算由式][200d P S iV式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm ,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm故 0.896mm 3.52000.02228.5S考虑安全因素，取 1.5S mm ,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f . 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一般为热管外径的一半），厚度选在0.3~1.2mm 为宜，应保证翅片效率在0.8以上为好.翅片间距对干净气流取2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n每米长翅片热管光管外表面积o o A d 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.0252.3 确定换热器结构将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距S ′=(1.2~1.5)d f 取S ′=70mm 。
空气压缩热利用热管换热器的设计计算(互联网+)
空气压缩热利用热管换热器的设计计算杨宝莹摘 要： 热管技术以其独特的技术在很多领域得到了广泛的应用，在压缩热领域热管技术也逐渐受到重视，除了理论研究热管技术在压缩热领域的应用外，设计出合适的换热设备对热管在压缩热领域的应用也及其重要。
热管换热器的计算内容主要有热力计算和校核计算。
其中热力设计计算大致可分为常规计算法，离散计算法和定壁温计算法。
空气压缩热利用热管换热器一般为气－气型换热器，文章主要针对气－气型热管换热器的常规计算法进行介绍，并给出了一个具体实例的计算结果，以进一步促进热管换热器在空气压缩热利用领域的应用研究。
关键词： 热管 压缩热 热力计算1 引言[1][2][4]热管换热技术因其卓越的换热能力及其它换热设备所不具有的独特换热技术在航空，化工，石油，建材，轻纺，冶金，动力工程，电子电器工程，太阳能等领域已有很广泛的应用，空气压缩热利用领域冷热流体温差小，因此热管技术也逐渐受到重视。
根据实际需要设计出合理的热管换热器对于空气压缩热利用领域来说也极为重要。
同常规换热器计算一样，热管换热器的计算内容主要有两部分：热管换热器的热力计算和校核计算。
在这里主要对热管换热器的热力计算做个介绍。
热管换热器的热力设计计算目前大致可分为三类：常规计算法，离散计算法，定壁温计算法。
常规计算法将整个热管换热器看成一块热阻很小的间壁，然后采用常规间壁式换热器的设计方法进行计算。
离散计算法认为热量从热流体到冷流体的传递不是通过壁面连续进行的，而是通过若干热管进行传递，呈阶梯式变化，不是连续的。
定壁温计算法是针对热管换热器在运行中易产生露点腐蚀和积灰而提出的，计算时将热管换热器的每排热管的壁温都控制在烟气露点温度之上。
从而避免露点腐蚀及因结露而形成的灰堵。
压缩热利用系统要处理的对象压缩机排气或吸干机排气，都属于气态介质，因此空气压缩热利用热管换热设备为气－气热管换热器。
本文将对空气压缩热利用气－气热管换热器的常规计算法的热力计算做个简要介绍，文中的一次空气是压缩机排气，二次空气是吸干机排气。
气气热管换热器计算书
热管换热器设计计算1确定换热器工作参数1.1确定烟气进出口温度ti，t3，烟气流量V,空气出口温度頁，饱和蒸汽压力Pc・对于热管式换热器，ti范圉一般在250°C〜600°C之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300°C以下.t2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180°C.空气入口温度的.所选取的各参数值如下：2确定换热器结构参数2.1确定所选用的热管类型烟气定性温度：f 宇_4沁；2沁=310比在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的半均值所得出：烟气入口处：q =如+営=420・c+严z = 18O°C烟气出口处：. t2+tiX4 200°C+20°Cx4l° 5 5 C选取钢-水重力热管.其工作介质为水.工作温度为30OC~250°C・满足要求.其相容壳体材料：铜.碳钢（内壁经化学处理）。
2.2确定热管尺寸对于管径的选择，由音速极限确定所需的管径d v = 1.64 Qc t J厂9必)2根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范闱，取Qc=4kW,在10 = 56吃启动时p v = O.1113k^/7H3p v = 0.165 X 105par = 2367.4幼/kg因此d v = 1.64 I ! = 10.3 mmyr(p v p v)l由携带极限确定所要求的管径d _ I 1.78 X QentP Ji (P L"1/4+P V~1/4)_2^(P L -Pv]1/4根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取Q ent=4kw 管内工作温度t t = 180°C时P L = 886.9kg/m3 pv = 5.160/c^/m3 r = 20\3kJ/kgJ = 431.0xl0^N/m178x4因此nx20L3x(8Q6.^i/4+SA6^i/4)-2 [gX431.0xl0-4(886.9-5.160)]1/4=13.6nun考虑到安全因素，最后选定热管的内径为4 = 22111111管売厚度计算由式Pv420qcr]式中，Pv按水钢热管的许用压力28.5kg /nmr选取，由对应的许用230°C來选取管壳最大应力乐朋=14kg/nim2,而[<r]= -(7,^ = 3.5ka / nmr 4考虑安全因素，= 1.5111111,管壳外径：df =4+2S= 22+2x1.5= 25mm. 通常热管外径为25〜38mm 时，翅片高度选10〜17mm （—般为热管外径的一半），厚度选在0.3~1.2mm 为宜，应保证翅片效率在0.8以上为好.翅片间距对 干净气流取2.5〜4mm ：积灰严重时取6〜12inm,并配装吹灰装置.综上所述, 热管参数如下： 光管内径光管外径 翅片外径 翅片高度翅片厚度翅片间距肋化系数d]/mmd 。
【HETA】换热器的传热计算公式
【HETA】换热器的传热计算公式空调换热器，不管是蒸发器还是冷凝器，其都扮演着一个传热的角色。
今天我们就来讲一讲换热器传热的计算。
一：总传热速率方程1、总传热速率微分方程式2、局部总传热系数物理意义：单位传热面积、单位传热温差下的传热速率。
反映了传热过程的强度，是衡量换热器工作效率的重要参数。
注意：总传热系数的单位与对流传热系数的单位一样，都为W /(m2×°C)，但温度差所代表的区域不同。
同样总传热系数也是必须与温度差和传热面积相对应的。
二：传热量的计算在传热计算中，传热速率和热负荷在数值上一般可视为相等，但其含义不同。
热负荷：由工艺条件决定的，是对换热器换热能力的要求；传热速率：换热器本身在一定的操作条件下的换热能力，是换热器本身的特性。
无相变：有相变：（1）选取经验值（2）实验（现场）测定（3）K 的计算式两流体通过壁面包括以下过程：上述过程的传热量为：以上三式相加得：比较有以下结果：1）当传热面为圆壁时：2）当传热面为平壁时：3.（1）由dQ=K×D t×dS知，总传热系数在数值上等于单位温度差下的热通量。
K的单位与的单位完全一样（W /( m 2 ×°C），或（W /(m2 ×K），但应注意温度差℃（或K）所代表的范围不同。
（2）说明：总传热系数随所取传热面的不同而不同。
今后无特别说明时均指基于外表面积的总传热系数。
（3）对圆管：（4） K 也可以表示为热阻的形式，即：表明：间壁两侧流体间传热的总热阻等于两侧流体的对流传热的热阻与管壁热传导的热阻之和。
（5）对以下几种情况可以简化：由此可看出，K值由热阻大（即h小）的一侧流体的传热所控制，要提高K，应提高h小的一侧。
（6）污垢热阻污垢热阻的存在使K降低，传热速率下降。
如传热面两侧（管壁内、外侧表面上）的污垢热阻分别用R si和表示R so，则前述的K值的计算式变为：备注：换热器要根据实际的操作情况定期清洗。
气气热管换热器计算书
气气热管换热器计算书热管换热器的设计计算1.确定换热器工作参数在设计热管式换热器时，需要确定烟气进出口温度t1和t2，烟气流量V，空气出口温度t2，以及饱和蒸汽压力pc。
对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300℃以下，而t2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180℃。
所选取的各参数值如下：烟气流量：m2/h饱和蒸汽压力：0.2MPa空气出口温度：120℃空气入口温度：20℃排烟入口温度：20℃排烟出口温度：200℃2.确定换热器结构参数2.1 确定所选用的热管类型在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出。
对于本设计，烟气入口处的温度为180℃，烟气出口处的温度为56℃。
因此，选取钢-水重力热管作为工作介质，其工作温度为30℃~250℃，相容壳体材料为铜和碳钢（内壁经化学处理）。
2.2 确定热管尺寸在确定热管尺寸时，需要根据音速极限和携带极限来选择管径。
根据参考文献《热管技能技术》，取参考功率范围Qc=4kW，在t2=56℃启动时，可得到热管的管径为10.3mm。
根据参考文献《热管技能技术》，取参考功率范围Qent=4kW，在管内工作温度ti=180℃时，可得到热管的管径为1.11mm。
根据给定的公式，计算得到热管的内径为22mm，管壳厚度为1.5mm，外径为25mm。
为保证翅片效率在0.8以上，选取翅片高度为11mm，厚度为0.5mm，翅片间距为5mm，肋化系数为8.7.将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距取70mm。
确定热管的热侧和冷侧管长。
本文介绍了烟气余热锅炉中热管的设计计算方法。
首先需要确定烟气标准速度v，一般取2.5~5m/s，假设v=4m/s，可得出烟气迎风面的面积A=2.8m2.确定迎风面宽度E，取E=1.8m，热管的热侧管长Aℎ=1.5m，并且Aℎ⁄AA=3⁄1，∴AA=0.5m。
求出迎风面的管数B，A=A⁄A′=1.8⁄0.07=25.7，B为整数，应取B=26，因此实际的迎风面的宽度A=0.07×26=1.82m，同时实际的迎风面面积A′=A×Aℎ=1.82×1.5=2.73m2，实际的速度是A′=A⁄A′=4.07m/s。
热管换热器毕业设计计算
烟气余热利用热管换热器设计一．原始数据1. 烟气侧：流量 10V •=50000Ｎm ³/h （标况） 入口温度 t'₁=300℃ 2. 空气侧：流量 20V •=49000Nm ³/h （标况）⒊ 热管采用正三角形叉排，沿流动方向，其横向中心距T S =0.065m ，则纵向中心距L S =0.057m 。
光管外径 0D 0.025m = 光管内径 i d 0.02m = 热管全长 t l 2.5m =带翅片的热管长度 l 2.5m = 翅片高度 f l 0.0125m = 翅片厚度 f δ0.001m = 翅片间隙 f S =0.007m 翅片节距 S =f δ+f S =0.008m 单根热管长度之上的翅片数 f n =1S=125个 翅片管外径 d f =0.050m热力计算1. 工艺参数的计算热管换热器的工艺参数包括流量及进出口温度。
冷热流体的放热量及吸热量应满足如下的热平衡方程：Q =p m c t •∆△=p V c t ρ•∆△ 其中：Q ——放热量或吸热量，W ；m •——质量流量， /kg s ；p c ——定压比热，/()J kg ℃; t ∆△——进出口温度，℃； ρ——流体密度，3/kg m ； V •——流体的体积流量，3/m s考虑到露点腐蚀的问题，烟气的出口温度取为1''t 150=℃，空气的入口温度取为2't 20=℃, 标况下，烟气的物性参数为： 密度 10ρ 1.295= 3/kg m定压比热 10p c =1.10×10³/()J kg ℃假定热损失为10%101010()'''11p Q V -c t t ρ•=放 =1.295×（50000/3600）×1.10×10³×（300—150） =2967.9kWQ 吸=0.95Q 放=0.95×2967.9=2819.5kW''',202220=()20p Q V t t c ρ•-吸其中20ρ——标况下的空气密度1.293 3/kg m20V•——标况下的空气体积流量，490003/ms2m •——空气的质量流量， /kg s,20p c —工作状况下空气的定压比热，1.013×10³ /()J kg ℃代入数据：2819.5×10³=1.293×（49000/3600）×1.013×10³×（t 2”－20）得：t 2”=178.2℃烟气的平均温度 由1m T=12（1't +1''t ） =225℃ 得烟气的物性参数： 密度 1ρ=0.7218 3/kg m ；定压比热 1p c =1.12×10³ /()J kg ℃； 导热系数 1λ=0.0418 /()w m •℃； 运动粘度 1v =3.541×10ˉ5 2/m s ； 普朗特数 1r P =0.661；由空气侧平均温度2m T =12（2''t +2't ） =99.1 ℃ 得空气的物性参数： 密度 2ρ=0.946 3/kg m ；定压比热 2p c =1.009×10³ /()J kg ℃； 导热系数 2λ=0.0321 /()w m •℃； 运动粘度 2v =2.313×10ˉ52/m s ； 普朗特数 2r P =0.6882. 热管的工作温度v T 及热管的长度选择工作温度T v =(T 1m ＋T 2m )/2=162.1 ℃热管的总长度为2.5 m ，取12 1.25m l l == 其中 1l ——烟气侧的热管长度，m 2l ——空气侧的热管长度，m3. 热管换热器的流速选择及迎风面宽度B 的计算透过系数02()T f f f TS d l S S n ϕ=--⨯=0.336取烟气侧的迎风流速 10u =5/m s 由11010B u l V •= 得迎风面宽度10110B V l u •==(50000÷3600)/1.25×5=2.22 则横向热管数，即列数33.53TBn S ==，取n=34 则 340.065 2.18T S B n =⨯==⨯m 烟气侧的最大流速：101u u ϕ==14.9 /m s空气侧的迎风速度：20202BV u l •==（49000÷3600）/1.25×2.18=4.99 /m s 空气侧的最大流速：u 2=u 20/0.336=14.85 /m s4. 单根热管的总热阻及总热管数：烟气侧的雷诺数：1011e R u d v ==(14.9×0.025)/3.541×10-5=10520空气侧的雷诺数：0222e R u d v ==(14.85×0.025)/2.313×10-5=16051由无因次方程：130.63380.137e u r N R P =得106338300.137e rh R P d λ=烟气侧的换热系数：111110633830.137e r h R P d λ== 0.137×0.0418/0.025×105200.6338×0.6611/3 = 70.57 /()w m ⋅℃ 空气侧的对流换热系数：2222106338300.137e r h R P d λ== 0.137×0.0321/0.025×160510.6338×0.6881/3 = 71.66/()w m •℃ 翅片管的翅化比：00022[2]1(1)4()f f f f f d d d n d d δδπππβπ-+-+=⨯⨯⨯223.14[2(0.050.025) 3.140.050.001]143 3.140.025(10.001)43.140.025⨯⨯-+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯== 5.9翅化效率表示实际传热能力与翅片在根部温度时传热能力之比：()f fth ml ml η=其中，m =45w λ=/()w m •℃为翅片材料的导热系数则烟气侧的翅化效率 ：1η== 0.863 空气侧的翅化效率：2η== 0.8615 单根热管的总热阻为：1220010112021111lnln 22i i w w R d d h d l l d l d h d l πβηπλπλπβη=+++ 110.025ln3.1467.750.025 1.25 6.80.87932 3.1445 1.250.02=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯10.0251ln 2 3.1445 1.250.02 3.1436.590.025 1.25 6.80.9302++⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ = 0.058/w ℃对数平均温差为：△T m =（300-178.2）-（150-20）/㏑（300-178.2）/（150-20）=126.2 ℃单根热管的传热效率：q =△T m /R =126.2/0.058=2176总热管数：333230.7102.31010'Q N q ⨯⨯===1295.7取20%的富裕量，则实际需要热管数 1.2'N N ==1554最终取列数为n=34，排数m=46排 设备的基本尺寸为： 长：46×57=2622 mm 宽：34×65=2210 mm高：2500 mm5. 两侧的壁温及压力损失 烟气侧的平均壁温： 111101m m QNT T h d l πβη=-=173.5 ℃ 空气侧的平均壁温： 222220m m QNT T h d l πβη=+=149.9℃热管换热器的净自由容积：2220044()f f T L f d NFV S S d d n ππδ=---2223.140.0253.140.0650.057(0.050.025)0.00114344⨯⨯--⨯-⨯⨯==3.03×10-3 3/m m容积的当量直径：4NFVD A=其中A ——流体的总浸润表面积，2m烟气侧的容积当量直径：311447.34103.140.0251.256.8NFVD A -⨯⨯⨯⨯⨯===0.021m空气侧的容积当量直径：322447.34103.140.0251.256.8NFVD A -⨯⨯⨯⨯⨯===0.021m 烟气侧的雷诺数：511118.930.0444.450910e u D Rv -⨯⨯===8837空气侧的雷诺数：522224.690.0442.54510e u D Rv -⨯⨯===13483烟气侧的能量耗散系数： 110.1451.92e R ξ-==1.92×8837-0.145=0.5142空气侧的能量耗散系数: 220.1451.92e R ξ-==1.92×13483-0.145=0.4837 烟气侧的压力损失：。