熱交換鋼管“出汗”

yantouchang

子子61961 發表于 2014-1-13 11:50
工作辛苦了。我以前是學化工的。干了兩年化工就不做了。
濕球和露點這一塊兒內容，我在大學時沒怎么學好 ...

細想了一下，這個問題確實不簡單。
管層溫度300°水能以液態存在，壓力在80bar以上了。
化工原理還得回去好好看看。

子子61961

yantouchang 發表于 2014-1-13 13:05
細想了一下，這個問題確實不簡單。
管層溫度300°水能以液態存在，壓力在80bar以上了。
3 d& V( r4 E5 q, O化工原理還得回 ...

. `0 x+ `+ b. ~8 ~: Q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。不是一個內外都是300度的狀態，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。
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( d+ s& D+ T: B8 d+ m# c

子子61961

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。
. [" Q$ L& g1 W% P' f7 B氣流側溫度遞減為258度，管壁溫度差為2度，水側溫度差為10度。
3 L  @, F) G8 |$ `也就是：氣流中心280度，管壁氣側23度，管壁水側20度，水側10度。
就算水側給熱系數再大一些，管壁氣側估計在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。
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露。
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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，
, {$ i# X9 r2 i# I* T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。
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+ {7 r; V; x. P1 F7 Q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。
還按照上面的溫度差來算，入口水溫提高后，管壁氣側的溫度也會提高，高于露點的話就不會結露了。
1 G* V1 N, \, o9 }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。

子子61961

又搜了一下天然氣含水量。貌似商品天然氣已經除水，冷卻到-30度也不會結露。
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，應該是這部分水結露了。
) g: i! ~0 Z6 w! y# q+ i. {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，有助于判斷是否結露。

amqq0807

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。
9 \! ?( V% _5 |8 P; R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。

bunyn