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1、第 3 9卷第 3期 2 0 1 1年 6月現(xiàn) 代 冶 金 M o d e r nM e t a l l u r g yVo 1 . 3 9No . 3J u n . 2 0 1 1大流量機(jī) 力空氣冷卻器 設(shè)計(jì) 伍德滿 ( 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司 ,江蘇 南 京 2 1 0 0 0 7 )摘要 :列 出了機(jī) 力空氣冷卻 器計(jì) 算相 關(guān)公 式, 分析 了利用這些有 關(guān)公 式設(shè) 計(jì) 出E x c e l 計(jì)算表格 的方法和過 程, 解決
2、了冷卻面積設(shè)計(jì)計(jì)算難題。關(guān)鍵詞 : 機(jī) 力空氣冷卻 器; 大流量 ; 茹卡鳥斯卡斯公式 中 圖 分 類 號(hào) : T F 0 6 6 . 7引言 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展 , 工業(yè)企業(yè)造成的環(huán)境污染也越 來越嚴(yán)重, 為此 國(guó)家制定的大氣污染 物綜合排放標(biāo) 準(zhǔn)及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)。 為了減少大氣污染 ,滿 足 國(guó)家排 放 標(biāo) 準(zhǔn) , 國(guó) 內(nèi)冶 金企 業(yè) 對(duì) 粉塵 污 染大 多 采用了袋式除塵器 , 但受濾袋材質(zhì)耐溫性能影響, 冶 金 排出的高溫?zé)煔?/p>
3、( 4 0 0 ~6 0 0。 C ) 均需要采用冷卻 方法將溫度降低到滿足濾袋材質(zhì)要求 ( 一般均在2 5 0。 C以下) 。由于機(jī)力空氣冷卻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 維護(hù)方 便 , 在實(shí) 際運(yùn) 行 中根據(jù) 系 統(tǒng)運(yùn) 行 情 況 可方 便 調(diào)節(jié) 冷 卻溫度 , 因此采用機(jī)力空氣冷卻器冷卻高溫?zé)煔馐?冶 金行 業(yè) 除塵工 藝 中經(jīng) 常采用 的辦 法 。對(duì) 于大 流量 機(jī)力空氣冷卻器 , 設(shè)計(jì) 中可利用 E x c e l 強(qiáng)大 的表格 計(jì)算功能降
4、低計(jì)算難度 , 提高工作效率。1 繞流 光管管束的強(qiáng)迫流動(dòng)換熱 機(jī) 力 空 氣 冷卻 器 冷 卻 管常 采 用光 管 束 , 并 且 采 用叉排布置方式 , 工程計(jì)算主要是求出整過管束 的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。對(duì)于繞流光管管束的強(qiáng)迫流動(dòng) 換 熱 , 茹卡烏斯卡斯給出了一整套可以在很寬的P數(shù)范圍( O . 522 X l O< Re < 2× 1 0表 2 茹卡烏斯卡斯公式用的管排數(shù)修 正因子 收稿 日期 : 2 0 1
5、 1 - 0 2 — 1 2作者簡(jiǎn) 介 : 伍德滿 ( 1 9 7 2 一) , 男 , 助理工程 師 。電話 : 1 3 7 0 5 5 1 7 4 6 7第 3期 伍德 滿 : 大流量機(jī)力空氣冷卻器設(shè)計(jì) c !’p’ 1 5 t 常氣 ‘蒜x+ M0 E 0 nh (一 !。 。 / # 嚆^要騙 局黼i韓艘一y。 蘭戔 怔~ ; -馴 茅*一 ] {j 蕾:指 確 口立- 一· △ . - 蹙 r -辱 暮 i 索
6、索 彰臺(tái)g· 嘴 - % ·惴條咄 睪毒, 好重 中三一驀手津懟開韶辜 { # 式 元 ● I 箍 A;BCDEFGHlJKL,l1F D L 0 3 T 5 — 3 風(fēng)力空氣冷卻囂設(shè)計(jì)計(jì)算表 2 序號(hào) 砸 目單位 參數(shù) 備注 序號(hào) 項(xiàng) 目單位 參 數(shù) 備j 芏3 一 基率數(shù)據(jù) 煙氣運(yùn)動(dòng)黏廢 V^ 2 / s0 . 0 0 0 0 2 1 0 9t煙氣量 0_ 3 , h $ 0 0 0 0 0
7、昔 朗持準(zhǔn)則數(shù) P r06 9 25煙氣溫廈 ℃ 4 5 01 . 0 5 3單臺(tái)風(fēng)機(jī)流通斷面積 23 0 0 0 . 2 I 3 06煙氣密度 k g ] m 30 . 4 9有效漉通面積 1 23 . 4 8 67煙氣質(zhì)量 l ~ g / h2 ~ 5 0 0 0掙卻空氣平均風(fēng)速 _ / s7 . 1 48降低店溫度 ℃ 1 8 01 . 0 2 6雷諾投 R e3 0 1 ~ 6 . 1 99煙氣平均 溫度℃3 1
8、5定性提度 1 9 5 . 伽 1 O煙氣 放 熱 量 0k J / h7 0 ~ 4 6 6 5 0煙 氣 熱尋率 Y 向 · K0 . 0 3 9 3l l管直 徑 D^ 0 . O 曲煙氣運(yùn)動(dòng) 拈廢 V1 2 / s0 . 0 0 0 0 3 ~ 8 51 2管阿 直徑 d^ 00 8 2昔朗特準(zhǔn)則數(shù) P rO . 6 81 3每坦管皴 根 3 7 5“ 組數(shù)3四、冷卻空氣的 對(duì)流傳熱系數(shù) 1 5管掉數(shù) n
9、if sT- n1 6 41 6煙氣有效 斷面積m 25 . 9 4前后蓄問 距s^ n1 0 51 T煙氣平均流道 i / s1 g . 0 2N u1 6 3 . 8 71 8二.櫥氣對(duì)管內(nèi)壁的對(duì)流侍熱系數(shù) 空氣橫 扳管柬按熱 系數(shù)a2~ ' / m 2 · K7 2 . 3 6l e煙氣熱導(dǎo)率 v· K00 4 7 聾平 蚜_ 岳 度2 O煙 氣 奮重 k g , _ 30 . 6— 2 1煙
10、氣 運(yùn)動(dòng)黏度V1 2 / s0 . 0 0 0 0 5 0 1五、總傳熱系 數(shù) 2 2昔朗特準(zhǔn)則數(shù) P rO . 6 7 tK_ / m 2 · K3 8 . 0 “ ( 0 22 3l 4 u8 03 3 52 4管內(nèi) 對(duì)抗傳 熱系 數(shù) Ⅱ1W / m 2 · Kt 60 4 6六.侍熱面 積 2 5三.降卻風(fēng)流速及 溫升對(duì)披平 均溫差2 2 7f i ? 5 02 6棒卻風(fēng)機(jī)威置 m 3 / h'
11、/ 8 5 0 0F Z 4 0 一 n—l t按熱面積 2 2 7 0 . o . 9 5 42 7冷卻風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù) 9計(jì)算l 悖卻管長(zhǎng) - _72 2 1 82 8環(huán)境 通風(fēng)溫度℃3 2∞總 挎 卻 風(fēng) 量 ( 拇 態(tài) )1 3 [ b .邑 3 2 3 佰七 .萎V - - - 33 O空 氣 噯 熱 上 升 后 溫 度℃I 1 8. 1 B3 1空氣平均溫度 ℃ 7 50 9管捧數(shù) r l3 08 2煙氣熱導(dǎo)率 v /
12、m · K0 . 0 3 0 5空氣密 度 k g / 1 31 . O l3 3臂柬阻力 P a3 3 3 . 534H-s h e e t 1h 日 e 拍 0 ^Ⅲ ^- l I 刪 皿 回 黛齲 一 圖 1 風(fēng)力空氣冷卻器計(jì)算 ( 2 ) 由于煙氣 量大 , 冷卻 管數(shù) 多 , 管 排數(shù) 也多 , 對(duì) 不易粘壁的含塵煙氣 , 可采用小管徑冷卻管 , 有效提 高換熱效率 ;( 3 ) 空氣 橫 掠管 束 的風(fēng)
13、 速越 高 , 換 熱 效 率 越好 ,風(fēng) 速 一般 在 6 ~ 1 0m/ s , 但 由于 軸 流 風(fēng) 機(jī) 全 壓 均 較 低 , 應(yīng)合 理選 擇 風(fēng)速及 管排數(shù) ;( 4 ) 設(shè)計(jì) 中參照軸流風(fēng)機(jī)樣本 , 調(diào)整選用合適的冷卻管排列方式。 另外 , 管排數(shù)不宜超過3 5 排 , 否則 橫掠管束風(fēng)速太低 , 傳熱效果差;( 5 ) 利用 E x c e l 強(qiáng)大的表格計(jì)算功能, 合理調(diào)節(jié) 有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù), 優(yōu)化機(jī)力空氣冷卻器設(shè)計(jì) , 可
14、使 總的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用大大降低 ;( 6 ) 對(duì)具體項(xiàng) 目的機(jī)力空氣冷卻器 , 因所選擇的冷卻管徑、 管內(nèi)風(fēng)速等參數(shù)不 同, 計(jì)算的結(jié)果也會(huì)不 同 , 所以在設(shè)計(jì)過程 中, 需不斷地調(diào)整管排列方式 、冷卻風(fēng)量, 以滿足設(shè)計(jì)要求。 要對(duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行 經(jīng)濟(jì)性評(píng)估 , 以達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中注意事項(xiàng) 機(jī)力空氣冷卻器采用風(fēng)機(jī)為動(dòng)力 , 利用常溫空氣對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行強(qiáng)制吹風(fēng)冷卻。其 主要結(jié)構(gòu) 由進(jìn) 風(fēng)箱、 冷卻管束 、 軸流風(fēng)機(jī)
15、 、 灰斗、 接管、 梯子平 臺(tái)等 部件組成, 本 項(xiàng) 目設(shè)計(jì)機(jī)力空氣冷卻器外形如 圖 2所 示 。圖 2 機(jī)力空氣冷卻器示意圖 由于 目 前大流量機(jī)力空氣冷卻器都 已經(jīng)模組化 設(shè)計(jì)和加工 , 針對(duì)機(jī)力空氣冷卻器在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題 , 在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中應(yīng)注意 :( 1 ) 進(jìn)風(fēng)端冷卻管 口應(yīng)加裝一段可拆換耐磨短 管 , 短管長(zhǎng)約 1 O 0 ~1 5 0mm, 雖然增大了進(jìn) 口阻力 ,但可有效防止管 口端磨穿 而造成 的更換冷卻管損
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