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標(biāo)題: 熱交換鋼管“出汗” [打印本頁(yè)]
作者: 冷水黃金    時(shí)間: 2014-1-12 10:37
標(biāo)題: 熱交換鋼管“出汗”
本帖最后由 冷水黃金 于 2014-1-12 10:38 編輯 ' t9 x* b- _1 l% Z- Z8 V
" e+ `4 R2 O  M% u
中間熱交換管壁厚約6mm左右，低碳鋼，牌號(hào)不明。. R( G. ~5 J' P, N
中間熱風(fēng)是天然氣燃燒熱風(fēng)通道。* I& _: d3 w5 z8 Q' a& N2 _
當(dāng)溫度達(dá)到300度時(shí)，熱交換管內(nèi)壁四周像人出汗一樣有水珠，并且從有水段開(kāi)始就這樣（是工人講的，我去遲了，只看到水?。缓髤R集到下面和下中雨差不多。6 {) c) ^! H  p" Q  ~* k
& O8 A% Y- D* K6 \% W& o/ V7 R
而在此熱交換器前段幾米遠(yuǎn)，也有一段簡(jiǎn)單的水箱式熱交換器(僅一根大管子從水箱中間穿過(guò))，并無(wú)“出汗”現(xiàn)象。7 j1 }6 t# ^% h% k
$ ?" X8 j9 `( Z/ p0 p
[attach]309164[/attach]
1 ^( e5 V5 h3 R5 q$ G8 S9 O6 }
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-12 10:51
本帖最后由 子子61961 于 2014-1-12 11:53 編輯 3 U4 W9 Z: k, R% `! `7 d% c. R

6 {; Y' K) d5 H' ]6 o8 {貌似是典型的化工計(jì)算問(wèn)題。1 p5 }% y( y9 f2 B
有一些條件還想確認(rèn)一下。
  M5 c) C4 D! \0 L7 V1. 300度指的是入口溫度也就是圖中上面的入口溫度是吧 。0 @; @9 Y1 I4 K
2. 想知道下面的燃?xì)獬隹跍囟冉档搅硕嗌俣取?font class="jammer">' h1 X- f- N, a* T6 F( n# F6 f3 }
3. 燃?xì)饫锸欠窈兴魵猓魵夂亢蜌怏w壓力，可以反算出露點(diǎn)。
9 ]( C4 l) M8 }: d; ^7 i  f5 z! X4. 管內(nèi)流速多少，流速過(guò)快的話，上下有壓力差也會(huì)有一些影響。8 l4 P" [# F7 ]6 {+ U
1 t/ E. B/ w" a- O# \# P8 B
3 Q+ I0 Y1 Z0 {  L. C" T( f
ps：沒(méi)計(jì)算不知道露點(diǎn)會(huì)不會(huì)那么高，大俠確定不是管子漏水了？估計(jì)沒(méi)漏，漏的話你去看的時(shí)候也能看到。
作者: 冷水黃金    時(shí)間: 2014-1-12 12:09
請(qǐng)老鷹幫忙把這個(gè)帖子移到熱交換器或機(jī)械設(shè)計(jì)版吧
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-12 12:50
謝大俠搜索點(diǎn)評(píng)提供數(shù)據(jù)。, W+ G8 h& ]* u$ p
俺把2003年買的《化工原理》教材給翻出來(lái)了。9 o/ }  J! @& `$ i' U
在 干燥 那一章仔細(xì)研讀了一下。
8 h, z4 ^# t/ y% F/ A
4 F+ F, H, s, f: h水汽體積比18%，近似認(rèn)為水蒸氣分壓為18%。（這一行還需要推敲）1 s8 D8 \" Q* E& _& ?
大氣壓101325Pa，微負(fù)壓，認(rèn)為是100000，則水蒸氣分壓為18000Pa- |1 \4 W8 T/ C1 T- P
百度查 飽和水蒸氣表，露點(diǎn)近似為58度。8 b$ ?* V5 ~0 a

# ]6 \0 f5 N1 D8 g- `9 M: q大俠說(shuō)冷卻水溫度為10度左右。應(yīng)該是下端進(jìn)口溫度，- n3 [# ~7 }, f& L: q9 h: r& y
此處靠近管壁的地方氣體溫度較低（當(dāng)然與流速有關(guān)），
- x! w, j" H2 d( f6 k! ^$ V如果此處氣體溫度低于58度，就會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象。
; h  e" r# F5 [% ~% C& ~5 \& Y0 p  p7 P0 ~2 X  ?( e7 D; d3 n) G3 e
可否問(wèn)一下大俠管徑多少。氣體部分貌似是環(huán)形區(qū)域，內(nèi)徑多少外徑幾何。
2 Z! |. ^" ?" d5 h
/ A! r! O9 Y6 X3 q& W9 ]$ o6 }5 `; M-------------------------------------------------------------------------------------------1 C& ~& R& n; h, I3 c
在之前的換熱器沒(méi)有結(jié)露，估計(jì)是因?yàn)闅怏w溫度較高，大于600度，
; \. p2 i9 ?3 j( h# F提供了足夠的熱量，超過(guò)了結(jié)露的蒸發(fā)潛熱，把結(jié)露的部分又給蒸發(fā)了，4 n% B1 _, W" q9 ~" {; U
或是氣體溫度過(guò)高，換熱器的氣體一側(cè)壁面溫度較高，也就不會(huì)結(jié)露了。
! T6 D/ N) B" _- v' L
, a5 c5 w, z  C6 p! _簡(jiǎn)單分析如上。其實(shí)心里沒(méi)底，十五年前學(xué)過(guò)的東西，一直沒(méi)使用過(guò)。+ R8 K1 K0 x  e( q
樓主大俠也可以在其他化工網(wǎng)站上確認(rèn)一下，注意是化工而不是化學(xué)。
作者: huhaofei    時(shí)間: 2014-1-12 20:56
正常現(xiàn)象了，看大俠解析，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，感謝樓主拋出問(wèn)題
作者: luyupei    時(shí)間: 2014-1-13 08:55
建議將冷卻水溫調(diào)到15度以上，最后在25度
作者: yantouchang    時(shí)間: 2014-1-13 10:04
子子61961 發(fā)表于 2014-1-12 12:50
7 I/ Z  }# v+ K0 a3 a6 v+ Z謝大俠搜索點(diǎn)評(píng)提供數(shù)據(jù)。, Z# h: n- m, U% X/ j1 t. r
俺把2003年買的《化工原理》教材給翻出來(lái)了。8 U7 G6 M- q$ N% K% V# v# F
在 干燥 那一章仔細(xì)研讀了一下。 ...

0 F5 A. M1 W0 w0 M準(zhǔn)確計(jì)算需要知道：+ B- }3 h+ d% v4 b7 K
干濕球溫度計(jì)中干球溫度和濕球溫度值.8 Z. n& M4 ~. S7 K
根據(jù)所讀兩個(gè)溫度值查相對(duì)濕度對(duì)照表得相對(duì)濕度.
4 R7 ]) |5 y( Q根據(jù)干球溫度查水的飽和蒸汽壓表,得干球溫度下水的飽和蒸汽壓值.& r* |7 s. S& d4 e! E4 p$ W
用所查得干球溫度下的水的飽和蒸汽壓乘以相對(duì)濕度,得空氣中水汽的分壓.
+ [5 M) e% k4 F再根據(jù)空氣中水汽分壓查水的飽和蒸汽壓表,該分壓對(duì)應(yīng)的溫度就是露點(diǎn).即水的結(jié)露* e( [) p6 m, c' [+ `; c% h( t
) u7 `- B2 m. {3 O1 Q0 W4 }
我根據(jù)重慶的年平均值相對(duì)濕度結(jié)合這個(gè)季節(jié)大概計(jì)算了一下，露點(diǎn)在12-13度之間，其實(shí)很簡(jiǎn)單LZ用溫度計(jì)測(cè)試一下當(dāng)時(shí)管壁的溫度就可以大概知道，, Y) I; c2 U( j4 ^

1 F/ }7 J7 ?# v7 w7 E3 m2 q/ Y5 g解決的辦法：調(diào)節(jié)循環(huán)水冷卻水的的進(jìn)水量。
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-13 11:07
yantouchang 發(fā)表于 2014-1-13 11:04 # ^: _' j! ~  S9 u
準(zhǔn)確計(jì)算需要知道：
; J. K/ X. u0 ~干濕球溫度計(jì)中干球溫度和濕球溫度值.
8 o. d  C# U3 O2 G3 p. d9 j根據(jù)所讀兩個(gè)溫度值查相對(duì)濕度對(duì)照表得相對(duì)濕 ...
準(zhǔn)確計(jì)算需要知道：
) B! C5 z: O' j1 G5 r干濕球溫度計(jì)中干球溫度和濕球溫度值.
3 u! o- ?& P# J2 L$ U* v/ C1 W& k根據(jù)所讀兩個(gè)溫度值查相對(duì)濕度對(duì)照表得相對(duì)濕度.5 ?# \$ D% o  p& F5 `+ X
根據(jù)干球溫度查水的飽和蒸汽壓表,得干球溫度下水的飽和蒸汽壓值.
2 b( X' |& `/ m3 Q$ ~7 H$ K用所查得干球溫度下的水的飽和蒸汽壓乘以相對(duì)濕度,得空氣中水汽的分壓.% D: `1 b* R2 q6 ]( i0 F
再根據(jù)空氣中水汽分壓查水的飽和蒸汽壓表,該分壓對(duì)應(yīng)的溫度就是露點(diǎn).即水的結(jié)露& P  G0 |5 b; [
& F  n' n7 F8 i/ o: o+ u
我根據(jù)重慶的年平均值相對(duì)濕度結(jié)合這個(gè)季節(jié)大概計(jì)算了一下，露點(diǎn)在12-13度之間，其實(shí)很簡(jiǎn)單LZ用溫度計(jì)測(cè)試一下當(dāng)時(shí)管壁的溫度就可以大概知道，
$ @# P) N  A- {' M
, U- B' D; ]; [解決的辦法：調(diào)節(jié)循環(huán)水冷卻水的的進(jìn)水量。
, \4 ]+ s1 u2 U! C. V
謝謝回復(fù)。大俠是搞化工方面的么。8 U8 A3 |5 e/ r# c4 R  G
您提到根據(jù)干濕球溫度來(lái)計(jì)算濕度然后水汽的分壓，但是現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)情況估計(jì)是這樣的。
) T3 X2 s0 ]% D0 R1 B現(xiàn)在問(wèn)題是在換熱器內(nèi)部，而且是高溫200度左右，氣體流速較快，所以無(wú)法設(shè)置濕球溫度計(jì)。8 i$ }; S1 E( I! R' x
所以暫時(shí)根據(jù)樓主大俠提供的水蒸氣體積分率，來(lái)計(jì)算水蒸氣分壓。+ n7 M3 J" o3 ~! t2 I
根據(jù)道爾頓分壓定律，體積分率可以近似認(rèn)為等于其分壓比，所以用總壓強(qiáng)乘以體積分率，可以得到水蒸氣分壓。; l0 E5 i) I' `
另外主要樓主的管道里流動(dòng)的是天然氣，所以在這里不太適合用一般空氣的濕度，而用水蒸氣分壓來(lái)求濕度來(lái)求露點(diǎn)的方法。) Y, y1 L( g: c* \6 H+ P' V* w
大概是這樣考慮的。
! [6 n+ H( X  t( k$ p0 c7 G, \! _( a. i: u( L
作者: yantouchang    時(shí)間: 2014-1-13 11:39
子子61961 發(fā)表于 2014-1-13 11:07 ( j. @3 s, t! R6 w: t- A
謝謝回復(fù)。大俠是搞化工方面的么。
! _. L% _5 t0 ^' W9 |% i4 L您提到根據(jù)干濕球溫度來(lái)計(jì)算濕度然后水汽的分壓，但是現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)情況 ...
( m5 q3 D: s$ s6 W% v+ Z# t9 Y
謝謝大俠教誨，我是做化機(jī)的，工作兩年多，還是個(gè)菜鳥(niǎo)，希望大俠不要介意。5 y' V& l6 J, W  E
我看到冷卻水靠近殼層，因?yàn)橹坝信龅竭^(guò)外壁凝結(jié)水滴，就理解為換熱器外壁凝結(jié)水滴，
1 T1 h1 f- @; z管束內(nèi)部凝結(jié)水滴，我的計(jì)算錯(cuò)誤。; y! u$ O, v2 h8 B; i
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-13 11:50
yantouchang 發(fā)表于 2014-1-13 12:39
7 R2 U0 I) ^& W5 @$ P9 N謝謝大俠教誨，我是做化機(jī)的，工作兩年多，還是個(gè)菜鳥(niǎo)，希望大俠不要介意。
5 G! E$ m/ [& w& z; |' k我看到冷卻水靠近殼層，因?yàn)?...

" e5 ^$ L: j& f3 p工作辛苦了。我以前是學(xué)化工的。干了兩年化工就不做了。1 m. @3 {3 Y: }. q
濕球和露點(diǎn)這一塊兒內(nèi)容，我在大學(xué)時(shí)沒(méi)怎么學(xué)好，后來(lái)工作中用到了自己復(fù)習(xí)的。, v' O% z3 l1 j) n
感覺(jué)化工機(jī)械比單純的機(jī)械還要難一些，受力分析和金屬材料同樣要考慮，還要考慮物性相變傳熱傳質(zhì)等等。
' K! C0 E. B& {加油吧，謝謝回復(fù)。" ?) Q2 p9 K  J* r/ f+ a5 P3 R
作者: yantouchang    時(shí)間: 2014-1-13 12:05
子子61961 發(fā)表于 2014-1-13 11:50
/ A2 n/ ]/ |' V+ i9 g8 [( J1 {工作辛苦了。我以前是學(xué)化工的。干了兩年化工就不做了。
* M3 f. X( Y+ ~濕球和露點(diǎn)這一塊兒內(nèi)容，我在大學(xué)時(shí)沒(méi)怎么學(xué)好 ...
3 J7 l# P( {" F3 h
細(xì)想了一下，這個(gè)問(wèn)題確實(shí)不簡(jiǎn)單。
; q% c2 Y  F& X6 e( Z) k* B管層溫度300°水能以液態(tài)存在，壓力在80bar以上了。' R# r$ g9 w% ^" O: p5 U
化工原理還得回去好好看看。. G3 G8 f6 d+ g8 N6 p
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-13 13:14
yantouchang 發(fā)表于 2014-1-13 13:05 & g3 h$ ~) y) V9 k7 {
細(xì)想了一下，這個(gè)問(wèn)題確實(shí)不簡(jiǎn)單。1 L( X3 G! s, Z* O
管層溫度300°水能以液態(tài)存在，壓力在80bar以上了。
& v9 S/ L7 Y2 e& s3 K1 M5 J' S9 |2 u9 a化工原理還得回 ...

4 M/ B: J4 k; R$ l% F) x! y那個(gè)地方，只能說(shuō)，氣流的中心溫度為300度，氣流到壁面，有一個(gè)溫度梯度分布，到了壁面，壁面附近的氣體邊界層的溫度估計(jì)也就100多度了，然后管壁內(nèi)部也有溫度梯度分布，管壁的兩個(gè)表面，氣體接觸處為100度左右，液體接觸面為入口水溫10度左右，是這樣的一個(gè)狀態(tài)。不是一個(gè)內(nèi)外都是300度的狀態(tài)，而是一個(gè)遞減的溫度梯度分布，有溫度梯度也就意味著有熱量傳遞，也就是傳熱計(jì)算中最基本的傅立葉定律。這里可以參考化工原理里傳熱那章，里面圓筒壁的熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳導(dǎo)的項(xiàng)目。
0 Q+ b/ r* U/ ]; f9 V) @. |3 o9 j5 x% v- W  e' A5 y0 u# W
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-13 13:55
在教科書里找了一道近似的例題套了一下。溫度分布近似為。
" v0 ]/ f# ~+ v氣流側(cè)溫度遞減為258度，管壁溫度差為2度，水側(cè)溫度差為10度。
: e2 A: t6 ~; r7 ^, q% H) i( G) L+ X也就是：氣流中心280度，管壁氣側(cè)23度，管壁水側(cè)20度，水側(cè)10度。0 J! g) P: B, k
就算水側(cè)給熱系數(shù)再大一些，管壁氣側(cè)估計(jì)在30度附近，管壁附近的薄薄一層氣體的溫度也就在三十多度。+ Y+ P* h1 x% c' y- {% O" M, }
可以看出管壁附近氣體溫度低于露點(diǎn)溫度58度，所以管壁附近的氣體會(huì)結(jié)露。
! N1 i1 E2 O* I7 Y. ~6 Z, K- k' H' \
或者說(shuō)，30度左右的氣體，在大氣壓下能承載的水汽含量為4%左右，; m/ B2 z. j8 ^  E7 m
入口的氣體水汽含量為18%，則多余的部分，便以液體的形式流下來(lái)了。) B6 |6 ~1 i; `$ R
2 O& f8 f/ S& x  y: o' Q
如果說(shuō)解決方案，前面有朋友說(shuō)過(guò)提高入口水溫，是一個(gè)辦法。* p- u, p% n( B9 }
還按照上面的溫度差來(lái)算，入口水溫提高后，管壁氣側(cè)的溫度也會(huì)提高，高于露點(diǎn)的話就不會(huì)結(jié)露了。0 h6 t/ _$ ]! ^- i
提高水溫也需要外加能源，如果覺(jué)得浪費(fèi)，不如就在換熱器下面加一個(gè)盛水的部分，反正壓力也不高，就是排水麻煩一些。
作者: 子子61961    時(shí)間: 2014-1-13 16:21
又搜了一下天然氣含水量。貌似商品天然氣已經(jīng)除水，冷卻到-30度也不會(huì)結(jié)露。
4 a, r" u% J) O: G: e不過(guò)樓主大俠的工況貌似是天然氣燃燒后的氣體，那樣的話，燃燒后生成的水成分應(yīng)該較多，應(yīng)該是這部分水結(jié)露了。) T( I' a( I! D% n; [% {
燃后氣體的含水量不容易查到，要不取樣測(cè)一下也可以知道其水蒸氣含量，有助于判斷是否結(jié)露。
作者: amqq0807    時(shí)間: 2014-1-14 10:58
熱交換器外壁溫度有多高，會(huì)不會(huì)是因?yàn)橥獗跍囟鹊土丝諝庵械乃魵饫淠街谕獗谏狭恕?br /> . M6 y: N4 c, v) B因?yàn)榭茨愕拿枋稣f(shuō)水溫只有8到10度，所以會(huì)不會(huì)是水的流量過(guò)大導(dǎo)致水溫上不去，而導(dǎo)致外壁溫度過(guò)低。
作者: bunyn    時(shí)間: 2014-1-14 16:12




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