腐蚀工质塑料换热器设计(2)
因为塑料热导率不高，所以宜采取薄壁细管的形式[4]，这种形式被认为可以提升用于烟气潜热回收的壳-管式换热器的性能和紧凑性[6]。此外，换热器的结构设计也对换热过程有影响，换热器的结构有套管式换热器、管壳式换热器、交叉流换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等类型[7]。
1.2 研究进展
1.2.1 历史
1.3 本文主要工作
对某种天然气烟气成分进行分析，设计了一种塑料换热器来回收烟气的余热，采用一次叉流的换热器结构，采用聚四氟乙烯作为换热管材料。分析了换热过程中烟气低于露点的湿工况，对比了烟气从管外流动和烟气从管内流动两种换热方式，分析了管径、管间距、管厚度对换热器设计的影响，对换热器进行了机械结构设计。
2 分析与计算
2.1 设计任务
本课题要设计一台烟气-水塑料换热器，烟气具有腐蚀性，给出烟气入口温度、烟气量和水的入口温度。选用工程塑料作为换热器材料，通过建模、编程的方法，设计一种光管式结构的换热器，并对管内流水管外流烟气和管内流烟气管外流水两种形式进行研究，最终对换热器进行机械设计并完成换热器的二文及三文的图形绘制。
2.2 设计步骤
1、以天然气燃烧产生的烟气作为研究对象，分析烟气成分，假设出口烟温和水温，计算烟气在换热器出口处、露点处、出口处的焓值，从而得到干工况和湿工况下的烟气放热量以及总的放热量。继而可得到水的入口流量。
2、根据叉流换热器的相关公式和工质的温度计算平均温差。
3、选取管束排列方式，假设烟气和水的入口流速，根据相关公式和已知的数据计算得到干工况和湿工况下的传热系数和所需的传热面积。
4、计算烟气侧和水侧的阻力。
5、对换热管数和换热器尺寸进行计算和选择。
6、对烟气走管外水走管内和烟气走管内水走管外两种方式进行对比和分析。
7、完成机械结构设计。