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简述翅片管蒸汽散热器相关计算(上)
来源 西门机电   编辑 Ref   浏览 发布 2013-10-29

 

解析翅片管蒸汽散热器相关计算

 

 

        翅片管蒸汽散热器的选型是一个比较复杂的过程,不仅要考虑材质,媒质温度、流量,另外用户通过翅片管蒸汽散热器期望上升温度等等都很重要。这里面需要进行一系列科学严谨的计算,任何一个选项的确定都来不得半点马虎。对于翅片管蒸汽散热器的相关计算,小编也是一知半解。为了彻底得搞清楚这个问题,小编特别请教西门翅片管蒸汽散热器厂技术部曹工,请他为我们做一个详细的解说。

        曹工在解释翅片管蒸汽散热器的计算时提到:翅片管蒸汽散热器是庞大的散热器家族中的一种,其设计计算肯定要基于共性的和基础性的设计计算原理和方法。翅片管蒸汽散热器涉及到两个基本概念——热负荷和热平衡。今天,小编先与大家学习热负荷部分。

        对一个翅片管蒸汽散热器来说,热负荷就是指换热量或传热量,即在单位时间内所交换的热量,单位是KW(KJ/S)或Kcal/h(千卡每小时),(请记住二者的换热关系: 1 KW=860 Kcal/h)。工程上热负荷常用Q来表示。在翅片管蒸汽散热器的设计中,热负荷通常并不是由用户直接提出来的,而是由设计者根据用户的实际需求和现场的技术参数计算出来的。下面举几个实例加以说明。

【例1】有一燃气加压站,希望设计一台翅片管式空气冷却器,将压缩后的燃气从134 ºC降至50 ºC,燃气流量为7500Nm³/h。其结构特点是:管内走燃气,管外加翅片,由空气冷却。空气侧的流量不确定。

热负荷Q值同样由燃气侧的已知条件计算:

Q=Gg×Cpg×(Tg1-Tg2)

=(7500×1.295/3600)kg/s×1.07 KJ/(Kg·ºC)×(134-50) ºC

= 242 KW

此处,燃气的比热Cpg取的是平均温度下的数值。

【例2】在冬天,某工厂想将一台已有的1 t/h蒸汽锅炉用于车间的供暖,具体方案是选用一台翅片管式蒸汽/空气换热器,用锅炉产生的0.8 t/h ,150 ºC 的饱和蒸汽加热空气,希望将空气从0 ºC加热到100 ºC,蒸汽凝结后的凝结水温度为120 ºC。为了选择风机,要求计算风量。

这一例的热负荷应该认为是已经给出了,只需简单的计算一下:首先应从相应的热物性表查出150 ºC下饱和蒸汽的焓值i"=2745.3 kJ/kg和120 ºC的饱和水的焓值i´=503.7 kJ/kg,则热负荷为:Q=(800/3600)㎏/s×(2745.3-503.7)KJ/kg=498 KJ/s=498 KW

对空气侧,有下列关系式:Q=Ga×Cpa×(Ta2-Ta1)

式中,Ga:空气流量,㎏/s

Cpa = 1.005 KJ/(Kg·ºC):空气比热,按平均温度查表

Ta2=100 ºC,空气出口温度; Ta1=0 ºC,空气入口温度

由上式解出

Ga= Q / [Cpa×(Ta2-Ta1)] = 4.96 kg / s =17840 kg / h =13800 Nm3 / h ]

 

关于热平衡的部分,小编明天将与大家一起分享!

 

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