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蒸发式冷凝器的设计计算分析

编辑:潍坊鼎晖金属制品有限公司时间:2020-03-14

  随着能源危机的出现,人们越来越重视自然资源的节约利用,蒸发式冷凝器若能进一步增加冷凝效率,周全发挥其节水节能的优点,越能得到广泛的应用,为现社会可持续发展战略作出越重大的贡献,对蒸发冷凝器的优化越显得重要。接下来我们来了解下冷凝器设计的计算:

  蒸汽接触低于饱和温度的壁面会发生凝结,蒸汽的凝结分为珠状凝结和膜状凝结。发生珠状凝结时凝结液不能良好地润湿壁面,聚集成一个个液珠,相当于在液珠和外露的壁面之间进行换热,由于液珠的表面积要比它所占据的壁面积大,并且与外露壁面之间没有热阻,所以珠状凝结效果比较好。膜状凝结指蒸汽能良好地湿壁面,在壁面形成一层薄膜,换热过程要经过薄膜才能到达壁面,增加了换热热阻,凝结效果比珠状凝结要差,凝结效果跟薄膜厚度、运动状态层流或素流)等因素有关系。因此,从设计角度考虑及对蒸汽凝结效果的影响,本设计采用膜状凝结相关公式进行设计计算。蒸汽凝结水温度高于管外水膜温度,热量将通过显热传热方式由凝结水经壁面传递到管外水膜。

  水膜与空气之间的热量传递是通过蒸发式冷凝器显热交换和潜热交换进行的。显热交换的驱动势是温差,水膜与空气之间通过导热、对流和辐射方式进行热量传递;潜热交换的驱动势是水蒸气分压力差,水膜表面水蒸气分压力大于空气,水分子吸收水蒸气凝结放出的热量蒸发进入空气中,带走蒸汽凝结放出热量。水膜与空气之间总热交换的驱动势是焓差,热交换过程与换热设备表面形式和空气流速等因素有关。

  管壁到管外水膜传热系数的影响因素有很多,包括淋水温度、淋水量、风速等。管壁到管外水膜的传热系数可按下面的简化公式进行计算:H2=153[G/(Ld1)],式中G为淋水量,kg/h;为上层排管的长度,交错排列时为上层2层排管长度,m;d1为管道外经,m;由式相关式子可计算出散热面积。冷凝盘管分模块布置,共需要3个冷凝模块和一个预冷模块,一个冷凝模块的尺寸为190mmx1900mmx240mm,模块之间采用管箱的形式进行连接,3个冷凝模块之间布置2层蒸发冷却填料,蒸发式冷凝器中的换热管采用碳钢管,管型为圆形,管外径为25mm,共计需要302根换热管。