污水-水换热器的设计计算方法
计算取值参数 1,壳侧流速。一般换热器设计中,壳侧的推荐流速为管侧的1/2[4]。然而由于污水换热器中装有纵向折流板,在同样的流速下,压降必然高于一般换热器,因而此处推荐流速u2=u1/3(式中u2为壳侧流速,u1为管内流速)。 2,污垢热阻。工程经验表明,考虑污垢热阻时,换热器总传热热阻为两侧对流换热热阻的1.2倍。 3,实验验证糙粒高度Ks取0.001 m时按照希弗林松公式计算所得阻力系数与实测值相近,最大误差在10%以内,表1给出了计算值与实测值的比较。 4,特征温度。由于污水和中介水温度变化不大,其特征温度均可按进口温度选取。 5,污水黏度。由实验测得。课题组选用旋转圆筒黏度计测试了不同温度下的污水黏度,测试结果表明换热器设计中,可按污水黏度为清水黏度的2.5倍左右计算。 计算参数分类 一般而言,换热器设计应追求使用较少的耗材、具有较小的体积、消耗较少的水泵用电来获得预期的换热效果。虽然上述要求相互矛盾,但人们对一般的换热器早已有了成熟的设计经验。而污水换热器要达到上述要求就绝非易事,必须精确计算、精打细算,才能避免耗材过多、体积过大或泵耗过高,才能在各项指标中找到一个最佳至少较佳的平衡点。与耗材、体积、泵耗这三大指标相关的参数不仅有结构参数,诸如管径、管长、管间距、管程数等等,也有运行参数,诸如流速、流量、压降、各节点进出口温度、换热量等等。为了给设计计算一个清晰的思路,对这些参数作如下分类。 已定或可定参数 1,传热平均温差Δtm依据污水初始温度、中介水温度、蒸发温度等在系统设计中确定,一般为3~4℃。 2 ,管径d。依据经验与定型管材的规格确定,一般选取外径dw为20 mm,内径di为16 mm。 ⑤管间距。考虑壳空间的流通面积,一般壳管式换热器管子的排列间距由s/dw=1.5(式中s为管心距)确定,换热管按正三角形排列。在这种布管方式下,管空间与壳空间之比为0.4∶0.6。 ①换热量Q。依据需求而定。 ②污水流量V与温降(或温升)Δt。这两个参数是在设计污水源热泵系统时确定的。依据公式Q =ρcVΔt(式中c为比热容)可知,确定其中一个量,另一个量可求。 待定参数 除了上述参数,换热器设计还要涉及许多重要参数,诸如传热系数、换热面积等等。仔细分析这些参数,发现它们并不是各自独立的,而是互相关联的,再经分析知道它们当中基本的参数只有3个,即管根数N、每根管的管长L(含折返)、管内流速u1。其余参数均可由这3个基本参数计算出来。 1,效果参数 管侧阻力Δp关系到功耗,由沿程阻力系数f,L与u1确定;换热面积A关系到投资,由L,u1与N确定;换热器管程数n和换热器组数需综合考虑N,L及设备允许占地空间后确定。 2,中间计算参数 传热系数K取决于管侧表面传热系数h1、壳侧表面传热系数h2,而h1, h2分别取决于管内流速u1和壳侧流速u2。 转载请注明:哈雷换热设备有限公司 http://www.hrale.net/news/2011122791936.html
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