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4.2.2設計例

4.2.2設計例
下面針對管內(nèi)是單相流體的情況,舉例說明空冷器的設計計算方法。
例4. 2.1設計一臺空氣冷卻器，用于由某設備排岀的熱水的冷卻。
已知，熱水流量:

=130 t/h = 36. 1 kg/s；熱水壓力為0.5 MPa；熱水進入空冷器溫度：

；熱水流出空冷器溫度：

，取水的平均比熱容c_p = 4. 2 kJ/ (kg •℃)。
解首先，進行初步設計。
(1) 由管內(nèi)介質(zhì)的給定參數(shù)計算熱負荷。

(2) 選擇空氣的設計氣溫。
首先，根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料，日最高氣溫的年平均值為15℃，考慮一定的安全系數(shù)，本設計選擇

=16℃作為設計入口氣溫。
(3) 選擇空氣的出口溫度和空氣溫升。
空氣的出口溫度要低于管內(nèi)介質(zhì)的出口溫度40℃設計選擇空氣出口溫度為

=34℃，比水的出口溫度低6 ℃空氣溫升為

。

(4) 空氣流量確定，由熱平衡式

(5) 迎風面空氣質(zhì)量流速的選擇。

(6) 空冷器所需總迎風面積。

(7) 翅片管束的尺寸及數(shù)目。
選擇:管束長度L=12.0 m,寬度W=3.0 m,則單個管束迎風面積:

_o迎風面上管束數(shù)目：

,選取M =6,則總迎風面積為F=36 mx6 m = 216 m² _o
實取迎風面質(zhì)量流速為

(8) 翅片管參數(shù)的選擇和計算。
基管尺寸:

；基管材質(zhì):碳鋼3078；翅片外徑：50 mm；翅片高度；12.5 mm；翅片厚度t = 0. 5 mm；翅片節(jié)距0 = 2.3 mm ；翅片材質(zhì)：AL；加工方式：鋼/鋁軋制復合翅片管。
翅化比的計算：
單翅片外表面積

翅片間裸管面積

1個節(jié)距內(nèi)翅片管外表面積

1個節(jié)距內(nèi)的光管外表面積

翅化比：

(9) 翅片管束的參數(shù)選擇和計算。
翅片管橫向管間距

=56 mm；考慮管束的邊框?qū)挾葹?strong>2x100 mm；橫向管排數(shù)

= (3 000-200)/56 = 50排，考慮到管束為叉排(錯排)排列，取

=48排。
(10) 傳熱面積的確定。
翅片管有效長度

單支翅片管有效傳熱面積(以基管外表面為基準)

單排翅片管傳熱面積

單管束傳熱面積,取管束縱向為4排管

空冷器總傳熱面積

翅片管總根數(shù)