扰流子空气预热器传热与阻力设计计算

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1、扰流子空气预热器传热与阻力设计计算1. 设计条件A.101反应炉1. 烟气组分：WET COMPOSITION - MOL PCT.CO27.48048H2O21.62067N268.56456O22.33429SO20.000002. 烟气量：4.596KG/SEC3. 空气量：4.248 KG/SEC4. 空气入口温度：20 C5. 烟气入口温度：406.15CB.201分馏炉1. 烟气组分：WET COMPOSITION - MOL PCT.CO27.60793H2O20.28523N269.73277O22.37406SO20.000002. 烟气量：4.824KG/SEC3. 空气量

2、：4.464 KG/SEC4. 空气入口温度：20 C5. 烟气入口温度：237.55C说明：反应炉与分馏炉烟气混合进入扰流子空气预热器，烟气出口温度：140 C1.2辅助计算1.2.1混合烟气的热焓值H = (HWgi + H2Wg2)/(Wgi + Wg2)式中H1H2分别为反应炉、分馏炉的热焓值，kJ/kg，查表一Wg1Wg2分别为反应炉、分馏炉的烟气量，kg/h空气预热负荷(即空气吸热量)，放热介质为烟气时，考虑6%的散热损失，所 以空气吸热量为Qa = 0.94*XC；X ()式中Qa_空气吸热量，kwWg 烟气总量 Wg= Wg1 +Wg，kg/hCp 烟气平均温度下的比热，KJ/

3、(kgC)t1t2烟气进出口温度，C空气出口温度t=t + 3600Q /(C； X 虬)式中11分别为空气进出口温度，CU aW空气总量，kg/haC” 空气平均温度下比热 P烟气质量流速、线速度Gg = */3600 x (S -nw X 妇S S(tl 1) + 2b + (0.02 0.05)a = d +2b x d /dc 0s pW = G /r1 g i式中Gg烟气质量流速，kg/(m2-s)J管子M有效长度，mS预热器净宽，mn每排管根数 wac每米翅片管所占流通面积rw/mS；管心距，m管外径，mq管内径，m b翅片高度，mcl,翅片厚度，md翅片间距，m PW烟气线速度，

4、m/sq烟气平均温度下的密度，kg/m3查表空气质量流速、线速度G = W /(3600 x tt/4 x d2 x n x Z ) a a7 v i w z7W = G/r72 a 2式中G空气气质量流速，kg/(m2-s) 3Zz每程管排数w?空气气线速度，m/s弓空气平均温度下的密度，kg/m3查表平均温度烟气平均温度%2)/2空气平均温度t = (t + t )/2 m2 v 0 an对数平均温差t = (t - t ) - (L - t )/Ln(t -)/(弓-%) 有效平均温差t=(p x At式中(P交叉流温度校正系数，图2 .翅片管外膜传热系数计算1% = 1/(厂+ &j)

5、xx% 01A%i = 0.27 x 才 x 舟1。.6 x (P,i)i/30e1 = d0xW1xr/1气 x % + %1 a0% = Md0n2a/ = 4(d0 + 2)2-d0xvexi-e-%1咀品+云/1X1 = b x （-）0.5 立x d 式中a f1翅片管外膜传热系数，kw/（m2。）a 01烟气侧翅片管光管部分外膜传热系数，kw/（m2。）Bj烟气侧翅化率Re1烟气雷诺数a 0每米光管外表面积m2af每米翅片管的翅片表面积m2/mQj烟气侧翅片效率吼翅片接触系数入c碳钢管导热系数，kw/（m。）Pr1烟气平均温度下的普朗特准数，kw/（m。0 （查表1）入1烟气平均温

6、度下的导热系数，kw/（m2。）（查表1）r1烟气平均温度下的密度，kg/m3 （查表1）七烟气平均温度下的动力粘度，Pa-s （查表1）3管内膜传热系数计算11/ r +% i 呵亳Ln 戏）=4.352 - 0.1917 LnR e2 -10.012% = q X 吧X 5：取空气结垢热阻&2 = 0.344m2.T/kwhi*扰流子空气预热器的内膜传热系数，kw/（m2，C）hi管内膜传热系数hi（不包含结垢热阻），kw/（m2C）入2空气平均温度下的导热系数，kw/（m2.C）（查表2）Nu怒塞尔特准数R：烟气雷诺数r2空气平均温度下的密度，kg/m3 （查表2）七烟气平均温度下的动力

7、粘度，Pa-s （查表2）总传热系数K = 0.8传热面积所需管数弓=可树01乂气管外阻力计算管束交错排列AH = f X Zz X捋X七/2f = 37.86&冒-0316 X S 1/d0 -0.927 X S 1/S2, -0.515 正方形排列AH = 0.5AH e式中酣烟气横向冲刷措列翅片管阻力f摩擦系数S2斜向管心距，m管内阻力计算H2=He + Hi+H2+Hf + HrW2乩=Q X亏X 72W2HffTW咯=4X 5.95R歆4xW2Xr2X L5/(2 X 电)L H2 = .3 -L匚 W2 -5 x2 X r d.22取H，= 30Pa4 = % .864）/（% 0

8、.86）% = 0.53 0.502刀皿式中AH2空气沿程阻力，PaHe空气进口局部阻力，PaHf空气出口局部阻力，PaH1管内扰流片沿程摩擦阻力，PaH2管内除扰流片外得出沿程摩擦阻力，PaE e进口局部阻力系数（突然扩大时）Ef进口局部阻力系数（突然收缩时）Am小端与大端横截面积比Fb大端横截面积m2Fs大端横截面积 m2H空气流经集气箱的阻力 Pa2. 翅片管外膜传热系数计算1afi = 1/( + Ri)XiXf01A0i = 0.27 X 才 X R/ x (Pri)i/30Rei = d0XW1x r1/1!Xaf + a0a0a = ndo on r2% =彳(电+ 2幻2_保厂pexie-xifl =/xl1 exi+e-xi2an xl = b x (-)0.5c s管外膜传热系数计算Aa = 0.2C x C x-x /? o.65 x (P )1/31s z H el rly0q = 1 + (2气-3) X (1 - a2/2)3-2er 2 或 tj 3时q = i取3再计算qZ 10 时，C = 1zz