公务员录用体检表-高中想象作文

热管余热锅炉热工计算说明书


















单位名称:
设计工程师:




1

一．设备外观及参数





2

二．工艺计算
已知：排烟量为
V
h
＝ 13000
m
3
h
(标准状况)， 烟气进口温度
t
1h
340
℃，烟气出
h
预热器温度为
t
2

240
o
C
，冷却水进口温度
t
1
c
2 0
℃，饱和蒸汽温度
c
t
2

194
o
C
，蒸汽压力P=1.25MPa, 无机热管长度为l＝2.3m，加热段l
h
＝1. 5m(标准折合长度)，冷却段l
c
＝0.45m(标准折合长度)，管外径为d
0< br>＝32mm，内径为d
i
＝26mm，壁厚为

w

3mm，翅片高度l
f
＝0.015m，厚
度δ
f
＝0.0015m ，间距t＝10.5mm，翅片节距12mm，翅片数n
f
＝130；采
用叉排，管子 中心距为S
T
＝0.080m；S
L
＝0.070m。

试求：所需无机热管的数量及排列方式并计算其压力降。

（1） 计算传热量
Q

h
t
1
h
t
2
o
150C
1）烟气定性温度
t
290℃
2
h
f
查得定性温度下烟气的参数：
h
定压比热
C
p
＝1.121kJkg

o
C
；
3
密度：

h
f

0.617kg
m
;
6
粘度：

h
kg(m

s)。
f< br>
28.2

10
导热系数：

f
h
4.8310
2
W(mk)
；
普朗特数：
Pr
h
＝0.651
2）烟气放热量Q
h

hhh
QV
h


h
C(tt
fp12
)
＝524.22kW。
3）热管传到水侧的热量
考虑烟气侧有3％热损，故：Qc＝524.22

（1－3％）＝508.5kW。
4）水侧实际获得热量
Q


考虑冷侧3％热损，故：
Q c

＝508.5

（1－3％）＝493.24kW。


3

5）可得到的194℃饱和蒸汽量：
c
Qc

mC
p
(t
2
t
1
c
)m


m= 658 kgh
（2） 计算水的对数平均温差
t
m

c
t
1
c
t
2
1）水侧定性温度
t
＝107
o
C
。 < br>2
c
f
2）对数平均温差
t
m

t1
t
2
133.6
o
℃
68.25C

t
1
ln
t
2
（3） 确定迎风面积
A
ex
和迎风面管排数B
1）取标准迎面风速w
N
＝2.5ms；
h
2）烟气迎风面积A
ex

V
h
1.4444m
2
；
w
N
3）迎风面宽度E
h
A
ex
E0.963m
(
l
h
=1.5m)
l
h
h
E
h
4）迎风面管排数
B12.04
根，取B＝13根。
S
T
实 际迎风面宽度
E
h
130.081.04m

h'c
实际迎风面积
A
ex
1.56m
mA
e x

2
0.1
'
实际迎面风速
w
N
=2. 31ms
(4) 求总传热系数
U
H

1）管束最小流通截面积NFA

l
h
B0.821m
2

Sd2l

n
热侧：
NFA



T0f ff

冷侧：
NFA
'


S
T
d
0

lB0.281m
2

2）最大质量流速
G
max


4

热侧：
G
h
max

V
f
h

h
f
NFA
3
2
×
3
10

9. 770
8.310kgm
(

m
h
2
h)
kg
c
冷侧：
G
max
15.510
3
kg(m
2
h)

3）求
Re
f
< br>热侧：
Re
h
f
h
G
max
d
o

h
f
3080
1643
冷侧：
Re
c
f
c
G
max
d
o

c
f< br>581
1931
4）求流体给热系数
h
f

热侧 ：
h0.1370
h
f
k
h
f
d
ok
c
f
d
o
o
=30.10
W(
2< br>mC)

(Re
h
f
)
0.638
(P r
h
)
13
24.7Wm
2
C
冷侧：
h0.1370
5）
求翅片效率

f

c
f
o
=193.4
(
2
mC)
< br>(Re
c
f
)
0.638
(Pr
c
)
13
25.4W
W
m
2
C
热侧：

l
h
f
h
f
2h
h
f
k
w

f
0.434
0.68
查图得：

h
f
0.84
。
6）求热管管外总表面积
A
H

单支热管翅片表面积
A
f
为：
2
A
f
 2




d
m

t
2


12
22
b



(

d
f
)t


12


f


L
f
t1

0 .613m
2

其中，d
m
＝0.047m，d
f
＝0.062m。
翅片间光管表面积A
r
为：
A
r
< br>
d
0
l
h

1

f
t

0.13m
2
。
加热段热管管外总表面积
A
h
为：

A
h
A
f
A
r
0.744m
2
。
冷却段管外表面积Ac

5

A
c


d
0
l
c
0.05m
2

7） 管外有效给热系数
h
fe

热侧：
h
h< br>fe
hhh
h
h
f
(A
r

f
A
f
)
h
A
h
26Wm
2
o
C

cccc
h(A

A
f rf
2
f
)
冷侧：
h
c
193.4
W(m C)


21.15Wm
o
C
fe

c
A
h
8） 壁热阻r
w
和污垢热阻
r
y

h
热侧：
r
y
r
w



y
w
k
k
y
w
o
o
0.03045
mCW
，
< br>其中

y


f
0.0015m
， 

0
0.000057
.00m
2
0
2< br>3C5W
k
y
4.92610
2
W

mk

；
冷侧可忽略不计。
金属管壁热阻：
r
w


w
k
w

hc
k
w
48
W

mk

，
k
w
57
W

mk

；
< br>h
w
c
w
r
w

r
w
< br>0
0.000057r
w
，

r
w

0
0.000057
.000063
m
2

o
CW
.000053
m
2

o
CW

k
w
k
w


9） 求总传热系数
U
H

A
i
h


d
i
l
h
0.1486m
2
，
A
i
c


d
i
l
c
0.083m2

hc
A
w


d
w
 l
h
0.269m
2
，
A
w


d
0
l
c
0.102m
2

h
h c
h
HP
5810W(m
2
C)

Ay
A
f
2.3318m
2
，
h
HP
hhhhhhh
A
h
111
A
h
1
A
h
h
A
h
h
A
h
c
A
h
c
A
h
由

h
r
w
h
r
y
h

h

h

c

c
r
w
c
r
y
c

cc

U
H
h
fe
A
w
A
y
h
HPA
i
h
HP
A
i
A
w
A
y< br>h
fe
A
h
得：
U
H
22.5W(m
2
℃）

h
（5）求加热侧总传热面积
A
H

Q
c
2
A
169.2m
3.62m
2
。
U
H
t
m
h
H

6

（6）所需热管数n
A
h
169.2
n=
h
H
h
228 根

A
h
l0.744
取系统效率为0.75
工程实际选用热管数量
n
=304根

0.75
（7）换热器纵深排数m
N=
m
n

300



21

25 排

B

25

13×13+12×12=313根

（8）求通过热管换热器的压力降
1）换热器的净自由容积NFV

2< br>
223
-
3
3
3
(d
f
d
0
)

f
n
f

3.546
1. 5610m
m
m
m
。
NFV0.866S
L< br>S
T
d
0
×10
44
2）求容积当量直径
h

D
ev

3
4NFV
-
3
2

5.7×；
7.7210m
h
A
h
c

D
ev

4NFV
0.1392m
2
。
c
A
h
'
3）求
R
ef

hh
D
ev
G
max
热侧：
Re' 
h
ef

h
f

601.75
285 4
冷测：
Re'
c
ef
cc
D
ev
G< br>max

c
f

914.82
3015
。
4）求摩擦系数f
h0.145

f
h
1.92(Re'
ef
)
0.759
0.601
c0.145

f
h
1.92(Re'
ef
)
0.714
0.585
。
5）平均管壁温度
t
m


7

h
t
h
热侧：
t
wf

Q
c
o< br>102C
237℃
hh
h
fe
A
f
n< br>Q
c

179
85
o
℃。
C

hcAcn
h
t
c
冷侧：
t
wf

6）求壁温下的流体密度

w
< br>h
热侧：

w
27.310
6
kg(ms)

c
冷侧：

w
211.1210
6
kg(ms)

7）求通过换热器的压降
p

hh
f
h
(G
max
)
2
L

f
0.14
D
ev
h0.4
S
L
0.6
热侧：p()()()9.8
534 Pa
512Pa
hh
2gc
D
ev


h

SS
fwTT< br>cc
f
c
(G
max
)
2
L

f
0.14
D
ev
0.4
S
L
0.6< br>冷侧：
p()()()9.8
0.033 Pa
408Pa
c cc
2g
c
D
ev


f

w
S
T
S
T
c
c
h





















8

三．结论
1、理论计算结果
1）实际迎风面宽度
E
h
130.081.04m

h'c
实际迎风面积
A
ex
1.56m
mA
e x

2
0.1
'
实际迎面风速
w
N
=2. 31ms
2）热管翅片表面积
A
f
=0.613 m
2

翅片间光管表面积A
r
=0.13 m
2

加热段热管管外总表面积
A
h
为=0.744 m
2

3) 冷却侧总传热面积Ac=15.7 m2
h
加热侧总传热面积
A
H
=232.8m
2

4) 可得到的194℃饱和蒸汽量m= 650 kgh
5) 所需热管数n=313根
6) 换热器纵深排数m=25 排
7) 通过换热器的压降
p
热侧：534Pa
冷侧：0.033 Pa




2008.3.20


9