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標題: 熱交換鋼管“出汗” [打印本頁]
作者: 冷水黃金    時間: 2014-1-12 10:37
標題: 熱交換鋼管“出汗”
本帖最后由 冷水黃金 于 2014-1-12 10:38 編輯
& w- S3 A) X& X& Q2 h
; D) L. b6 u# B; c中間熱交換管壁厚約6mm左右,，低碳鋼,，牌號不明。; d2 n9 m( Y" {' \3 A$ s* V; E/ Q
中間熱風是天然氣燃燒熱風通道,。. j0 q0 j# c: M" d3 n* _4 X
當溫度達到300度時,，熱交換管內(nèi)壁四周像人出汗一樣有水珠,，并且從有水段開始就這樣（是工人講的，我去遲了，只看到水�,。�,，然后匯集到下面和下中雨差不多。1 N  z0 o& P, X' c

3 R8 R+ _$ ?) e, G而在此熱交換器前段幾米遠,，也有一段簡單的水箱式熱交換器(僅一根大管子從水箱中間穿過),，并無“出汗”現(xiàn)象。
7 O/ M6 ~1 [* R% ~4 K
  Z7 P1 k- k  F, w[attach]309164[/attach]
" u+ r2 F, m( m* Y) k, T
作者: 子子61961    時間: 2014-1-12 10:51
本帖最后由 子子61961 于 2014-1-12 11:53 編輯
& e( V# h. I* }, X/ d
+ ?. Q" T! d1 [' f5 K, }貌似是典型的化工計算問題,。$ Z5 A7 H6 s8 ], M9 h% R1 y& I
有一些條件還想確認一下,。
* V" {  Z4 L' V: {1 V9 y  {6 Q3 H1. 300度指的是入口溫度也就是圖中上面的入口溫度是吧 。" Y( y. U. x0 T1 c/ M
2. 想知道下面的燃氣出口溫度降到了多少度,。4 T1 h1 A5 E8 [$ A9 Q
3. 燃氣里是否含有水蒸氣,，水蒸氣含量和氣體壓力，可以反算出露點,。5 U6 y8 b. \% `( S2 f1 `
4. 管內(nèi)流速多少,，流速過快的話，上下有壓力差也會有一些影響,。; z6 }( @# S$ q# d- _
; x% `: k+ \) I3 {

' J: @/ j! e  C" z. e: gps：沒計算不知道露點會不會那么高,，大俠確定不是管子漏水了？估計沒漏,，漏的話你去看的時候也能看到,。
作者: 冷水黃金    時間: 2014-1-12 12:09
請老鷹幫忙把這個帖子移到熱交換器或機械設計版吧
作者: 子子61961    時間: 2014-1-12 12:50
謝大俠搜索點評提供數(shù)據(jù)。4 o/ L* J1 \; |8 G- U9 S0 l
俺把2003年買的《化工原理》教材給翻出來了,。
/ @7 Y) D& t5 z, \9 Q在 干燥 那一章仔細研讀了一下,。
' D% }% J) h1 i, E6 x9 G' K0 l4 \( d" W  {1 A& q; f' ^9 J0 a
水汽體積比18%，近似認為水蒸氣分壓為18%,。（這一行還需要推敲）
( _% e7 I0 j, \* l  ~2 [大氣壓101325Pa,，微負壓，認為是100000,，則水蒸氣分壓為18000Pa
) p. N6 k- i# b百度查 飽和水蒸氣表,，露點近似為58度。
- t- p; N: J! u, O
, T2 v; a9 _& x2 N+ j" s5 p大俠說冷卻水溫度為10度左右,。應該是下端進口溫度,，
' {: V$ d+ e3 `7 |& w此處靠近管壁的地方氣體溫度較低（當然與流速有關），+ c' n  [; B; {" s0 s
如果此處氣體溫度低于58度,，就會出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象,。9 ?5 e& L) Y1 R% V* e$ D
; ~  J* a4 m9 q
可否問一下大俠管徑多少。氣體部分貌似是環(huán)形區(qū)域,，內(nèi)徑多少外徑幾何,。
0 t. z: A9 W- b( W- J. g" L/ u: |) n4 t& W/ t
-------------------------------------------------------------------------------------------
6 D9 l3 g# R; [7 X* Q" Y7 D  g在之前的換熱器沒有結(jié)露,，估計是因為氣體溫度較高，大于600度,，# C$ M. K* [) l9 D  M
提供了足夠的熱量,，超過了結(jié)露的蒸發(fā)潛熱，把結(jié)露的部分又給蒸發(fā)了,，6 }0 |9 X+ B) g
或是氣體溫度過高，換熱器的氣體一側(cè)壁面溫度較高,，也就不會結(jié)露了,。
' z' \9 B- |9 ]7 i, v' u  Y
# @$ _* t6 ], K! C/ P簡單分析如上。其實心里沒底,，十五年前學過的東西,，一直沒使用過。% @( l( T: i0 Z5 q' Y0 d
樓主大俠也可以在其他化工網(wǎng)站上確認一下,，注意是化工而不是化學,。
作者: huhaofei    時間: 2014-1-12 20:56
正常現(xiàn)象了,，看大俠解析,，學習學習，感謝樓主拋出問題
作者: luyupei    時間: 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    時間: 2014-1-13 10:04
子子61961 發(fā)表于 2014-1-12 12:50 / o, H( a' U" D0 B" C
謝大俠搜索點評提供數(shù)據(jù),。
9 k' X+ E0 o) }俺把2003年買的《化工原理》教材給翻出來了。
( I- m  Y/ j' C1 L" u; f5 C3 j在 干燥 那一章仔細研讀了一下,。 ...

' t2 {: r/ M/ a2 b% ^準確計算需要知道：
6 d2 g/ W2 J8 a干濕球溫度計中干球溫度和濕球溫度值.7 i5 A; n( r& D  d! ~6 _
根據(jù)所讀兩個溫度值查相對濕度對照表得相對濕度.
( x/ B6 e! `" T" i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.# Z1 Z6 S% K6 o( q
用所查得干球溫度下的水的飽和蒸汽壓乘以相對濕度,得空氣中水汽的分壓.
* c! s0 d" I: B9 g* \再根據(jù)空氣中水汽分壓查水的飽和蒸汽壓表,該分壓對應的溫度就是露點.即水的結(jié)露! k* W. [* K/ E% h3 b8 v9 y

' |& `* T" s$ z我根據(jù)重慶的年平均值相對濕度結(jié)合這個季節(jié)大概計算了一下,，露點在12-13度之間，其實很簡單LZ用溫度計測試一下當時管壁的溫度就可以大概知道,，
4 G1 T4 W: G' s! i6 |$ q( E' a9 ?- k" R4 C2 A( S  v
解決的辦法：調(diào)節(jié)循環(huán)水冷卻水的的進水量,。
作者: 子子61961    時間: 2014-1-13 11:07
yantouchang 發(fā)表于 2014-1-13 11:04
4 J5 J8 G* L7 U1 X) l準確計算需要知道：, S8 Z: n0 }; A7 P8 B
干濕球溫度計中干球溫度和濕球溫度值.7 N( P# p' m2 _  P, }9 p% Z
根據(jù)所讀兩個溫度值查相對濕度對照表得相對濕 ...
準確計算需要知道：/ ^5 Q8 V7 D. H/ B5 M' [/ t
干濕球溫度計中干球溫度和濕球溫度值.
% d+ ~5 V% e2 ~" O) z1 `8 y* D2 u" m根據(jù)所讀兩個溫度值查相對濕度對照表得相對濕度.
6 `& w2 M( D8 S* K3 W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.: `7 g3 I6 _7 O2 Z' Q
用所查得干球溫度下的水的飽和蒸汽壓乘以相對濕度,得空氣中水汽的分壓.
" P* L% `3 a2 @  C再根據(jù)空氣中水汽分壓查水的飽和蒸汽壓表,該分壓對應的溫度就是露點.即水的結(jié)露. k. O5 L; |7 g  T4 e

( I; w9 {# k" s+ @6 ]6 y6 Z我根據(jù)重慶的年平均值相對濕度結(jié)合這個季節(jié)大概計算了一下，露點在12-13度之間,，其實很簡單LZ用溫度計測試一下當時管壁的溫度就可以大概知道,，
% N: w/ `) n7 Q' l5 E! q9 l. w+ n# }$ s, q4 Z7 m( J/ X: T& v
解決的辦法：調(diào)節(jié)循環(huán)水冷卻水的的進水量。

4 `9 |7 c' d* I2 D1 a: O* g謝謝回復,。大俠是搞化工方面的么,。7 e- ^5 A$ P  H8 d8 t% x! G7 |( ~+ ^
您提到根據(jù)干濕球溫度來計算濕度然后水汽的分壓，但是現(xiàn)在現(xiàn)場情況估計是這樣的,。
7 x8 G2 _$ s, q現(xiàn)在問題是在換熱器內(nèi)部,，而且是高溫200度左右，氣體流速較快,，所以無法設置濕球溫度計,。/ v# h) X) _5 L3 C. i
所以暫時根據(jù)樓主大俠提供的水蒸氣體積分率,，來計算水蒸氣分壓。& w2 k* `0 f. T* z
根據(jù)道爾頓分壓定律,，體積分率可以近似認為等于其分壓比,，所以用總壓強乘以體積分率，可以得到水蒸氣分壓,。  a6 W7 A2 j; H/ M# |7 X( u3 [
另外主要樓主的管道里流動的是天然氣,，所以在這里不太適合用一般空氣的濕度，而用水蒸氣分壓來求濕度來求露點的方法,。- n& Y0 }2 C: t: Q( J
大概是這樣考慮的,。
5 c4 n& P% P4 v. k  v; l
* Y5 r/ u, N  V, E
作者: yantouchang    時間: 2014-1-13 11:39
子子61961 發(fā)表于 2014-1-13 11:07
% r/ C- V8 |+ t6 ]$ G3 r5 q謝謝回復。大俠是搞化工方面的么,。. x5 b* D8 I; \) I. Y3 L
您提到根據(jù)干濕球溫度來計算濕度然后水汽的分壓,，但是現(xiàn)在現(xiàn)場情況 ...

. f7 ~6 s. z. H& u7 }- C8 p. U謝謝大俠教誨，我是做化機的,，工作兩年多,，還是個菜鳥，希望大俠不要介意,。
2 D% ?3 d- j6 X( _. C我看到冷卻水靠近殼層,，因為之前有碰到過外壁凝結(jié)水滴，就理解為換熱器外壁凝結(jié)水滴,，, B6 W8 a) {5 }1 a
管束內(nèi)部凝結(jié)水滴,，我的計算錯誤。" a  H5 n2 a5 [9 X4 V
作者: 子子61961    時間: 2014-1-13 11:50
yantouchang 發(fā)表于 2014-1-13 12:39 : n3 o! u5 z, V/ E8 m2 z
謝謝大俠教誨,，我是做化機的,，工作兩年多，還是個菜鳥,，希望大俠不要介意,。7 t" H! u- m& f  e/ i& H
我看到冷卻水靠近殼層，因為 ...
7 v( v# w; f& i9 G9 d9 g. F
工作辛苦了,。我以前是學化工的,。干了兩年化工就不做了。
  Z1 u( k) S+ g, m7 O1 s5 N" }1 h濕球和露點這一塊兒內(nèi)容,，我在大學時沒怎么學好,，后來工作中用到了自己復習的。3 d! C% o+ T: U! s
感覺化工機械比單純的機械還要難一些,，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。
! `( K6 K, r" O. c; n加油吧,，謝謝回復,。
8 h5 U5 H$ Q7 R/ V$ @3 |( m) v
作者: yantouchang    時間: 2014-1-13 12:05
子子61961 發(fā)表于 2014-1-13 11:50
, x0 {, _: b# Q% n$ e工作辛苦了,。我以前是學化工的。干了兩年化工就不做了,。+ V: P  h) p' X9 _3 Q( z, d
濕球和露點這一塊兒內(nèi)容,，我在大學時沒怎么學好 ...

; B3 O) W+ S4 a2 X0 S細想了一下，這個問題確實不簡單,。9 X1 f1 |$ Y$ D. c. z& R0 u
管層溫度300°水能以液態(tài)存在,，壓力在80bar以上了。
( K4 e( W( L7 a: \1 w! ^化工原理還得回去好好看看,。
9 \* r) T& \6 k. u3 p) ~- J" O
作者: 子子61961    時間: 2014-1-13 13:14
yantouchang 發(fā)表于 2014-1-13 13:05
$ Z. H) A) s! N! \: O, f細想了一下,，這個問題確實不簡單。
: E2 G! V2 }; T管層溫度300°水能以液態(tài)存在,，壓力在80bar以上了。
: |  I) d& h3 j# b' {化工原理還得回 ...

' r3 }" }" @2 o6 g) e那個地方,，只能說,，氣流的中心溫度為300度，氣流到壁面,，有一個溫度梯度分布,，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,，是這樣的一個狀態(tài)。不是一個內(nèi)外都是300度的狀態(tài),，而是一個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和對流傳導的項目。. ~$ i6 |6 f! u) B
  Z5 ?$ @" R6 C9 z
作者: 子子61961    時間: 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,。
7 g# U! g# H* c4 N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,。
5 i% i( p' |8 E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,。
" ?. r: w* \5 K& D就算水側(cè)給熱系數(shù)再大一些，管壁氣側(cè)估計在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,。. E" j8 J8 Y/ @  Q/ l  O
可以看出管壁附近氣體溫度低于露點溫度58度，所以管壁附近的氣體會結(jié)露,。+ Q, i, H9 a) T+ \6 n

) |. v+ ]% N9 N1 v: k或者說,，30度左右的氣體，在大氣壓下能承載的水汽含量為4%左右,，
& I0 p) Y. T9 m( i* n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了,。
3 r. Q4 z( I2 k1 j
2 c) K# _& T/ u( w$ S如果說解決方案,，前面有朋友說過提高入口水溫，是一個辦法,。3 L$ i& l9 \4 e$ b" B
還按照上面的溫度差來算,，入口水溫提高后，管壁氣側(cè)的溫度也會提高,，高于露點的話就不會結(jié)露了,。0 h; K1 J7 H7 p9 t6 Y/ @# r; v9 w
提高水溫也需要外加能源，如果覺得浪費,，不如就在換熱器下面加一個盛水的部分,，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度也不會結(jié)露,。
& f7 b! }$ K; J! A6 t3 }; {" |; S- |不過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該較多,，應該是這部分水結(jié)露了,。
) u4 [  q! x2 J; u: R7 v) s燃后氣體的含水量不容易查到，要不取樣測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    時間: 2014-1-14 10:58
熱交換器外壁溫度有多高，會不會是因為外壁溫度低了空氣中的水蒸氣冷凝附著在外壁上了,。
, `+ \. Y8 S- E9 o3 N1 N  p# r: r0 D因為看你的描述說水溫只有8到10度,，所以會不會是水的流量過大導致水溫上不去，而導致外壁溫度過低,。
作者: bunyn    時間: 2014-1-14 16:12




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