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SEMEM_簡述翅片管蒸汽散熱器相關計算(上)
(翅片管蒸汽散熱器應用)

發布 2020-07-31   閱讀 點贊

解析翅片管蒸汽散熱器相關計算

        翅片管蒸汽散熱器的選型是一個比較復雜的過程,不僅要考慮材質,媒質溫度、流量,另外用戶通過翅片管蒸汽散熱器期望上升溫度等等都很重要。這里面需要進行一系列科學嚴謹的計算,任何一個選項的確定都來不得半點馬虎。對于翅片管蒸汽散熱器的相關計算,小編也是一知半解。為了徹底得搞清楚這個問題,小編特別請教long8翅片管蒸汽散熱器廠技術部曹工,請他為long8唯一官方网站做一個詳細的解說。

        曹工在解釋翅片管蒸汽散熱器的計算時提到:翅片管蒸汽散熱器是龐大的散熱器家族中的一種,其設計計算肯定要基于共性的和基礎性的設計計算原理和方法。翅片管蒸汽散熱器涉及到兩個基本概念——熱負荷和熱平衡。今天,小編先與大家學習熱負荷部分。

        對一個翅片管蒸汽散熱器來說,熱負荷就是指換熱量或傳熱量,即在單位時間內所交換的熱量,單位是KW(KJ/S)或Kcal/h(千卡每小時),(請記住二者的換熱關系: 1 KW=860 Kcal/h)。工程上熱負荷常用Q來表示。在翅片管蒸汽散熱器的設計中,熱負荷通常并不是由用戶直接提出來的,而是由設計者根據用戶的實際需求和現場的技術參數計算出來的。下面舉幾個實例加以說明。

【例1】有一燃氣加壓站,希望設計一臺翅片管式空氣冷卻器,將壓縮后的燃氣從134 ºC降至50 ºC,燃氣流量為7500Nm³/h。其結構特點是:管內走燃氣,管外加翅片,由空氣冷卻。空氣側的流量不確定。

        熱負荷Q值同樣由燃氣側的已知條件計算:

        Q=Gg×Cpg×(Tg1-Tg2)

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

          = 242 KW

此處,燃氣的比熱Cpg取的是平均溫度下的數值。

【例2】在冬天,某工廠想將一臺已有的1 t/h蒸汽鍋爐用于車間的供暖,具體方案是選用一臺翅片管式蒸汽/空氣換熱器,用鍋爐產生的0.8 t/h ,150 ºC 的飽和蒸汽加熱空氣,希望將空氣從0 ºC加熱到100 ºC,蒸汽凝結后的凝結水溫度為120 ºC。為了選擇風機,要求計算風量。

        這一例的熱負荷應該認為是已經給出了,只需簡單的計算一下:首先應從相應的熱物性表查出150 ºC下飽和蒸汽的焓值i"=2745.3 kJ/kg和120 ºC的飽和水的焓值i´=503.7 kJ/kg,則熱負荷為:Q=(800/3600)㎏/s×(2745.3-503.7)KJ/kg=498 KJ/s=498 KW

        對空氣側,有下列關系式:Q=Ga×Cpa×(Ta2-Ta1)

        式中,Ga:空氣流量,㎏/s

        Cpa = 1.005 KJ/(Kg·ºC):空氣比熱,按平均溫度查表

        Ta2=100 ºC,空氣出口溫度; Ta1=0 ºC,空氣入口溫度

        由上式解出

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

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