热交换钢管“出汗”

yantouchang

子子61961 发表于 2014-1-13 11:50
工作辛苦了。我以前是学化工的。干了两年化工就不做了。
湿球和露点这一块儿内容，我在大学时没怎么学好 ...

细想了一下，这个问题确实不简单。
管层温度300°水能以液态存在，压力在80bar以上了。
$ y1 j7 c6 n0 o2 r  j, m2 z化工原理还得回去好好看看。

子子61961

yantouchang 发表于 2014-1-13 13:05
: ^, g  A% Z* r! e6 ^; Q2 B细想了一下，这个问题确实不简单。
管层温度300°水能以液态存在，压力在80bar以上了。
1 _4 T# Q, V+ I( ^: B8 k化工原理还得回 ...

那个地方，只能说，气流的中心温度为300度，气流到壁面，有一个温度梯度分布，到了壁面，壁面附近的气体边界层的温度估计也就100多度了，然后管壁内部也有温度梯度分布，管壁的两个表面，气体接触处为100度左右，液体接触面为入口水温10度左右，是这样的一个状态。不是一个内外都是300度的状态，而是一个递减的温度梯度分布，有温度梯度也就意味着有热量传递，也就是传热计算中最基本的傅立叶定律。这里可以参考化工原理里传热那章，里面圆筒壁的热传导和对流传导的项目。

子子61961

在教科书里找了一道近似的例题套了一下。温度分布近似为。
, n$ }' W. |/ K! }; @. j气流侧温度递减为258度，管壁温度差为2度，水侧温度差为10度。
$ ^7 ~+ w. @, F" r1 G7 C也就是：气流中心280度，管壁气侧23度，管壁水侧20度，水侧10度。
就算水侧给热系数再大一些，管壁气侧估计在30度附近，管壁附近的薄薄一层气体的温度也就在三十多度。
可以看出管壁附近气体温度低于露点温度58度，所以管壁附近的气体会结露。

9 p' L8 f( N8 N. J& c或者说，30度左右的气体，在大气压下能承载的水汽含量为4%左右，
入口的气体水汽含量为18%，则多余的部分，便以液体的形式流下来了。
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如果说解决方案，前面有朋友说过提高入口水温，是一个办法。
! q  Y  i  F4 {4 y. N" q- S9 G5 S7 m" W还按照上面的温度差来算，入口水温提高后，管壁气侧的温度也会提高，高于露点的话就不会结露了。
* t$ l1 R7 N6 Q) L* v* W: \3 o1 }提高水温也需要外加能源，如果觉得浪费，不如就在换热器下面加一个盛水的部分，反正压力也不高，就是排水麻烦一些。

子子61961

又搜了一下天然气含水量。貌似商品天然气已经除水，冷却到-30度也不会结露。
5 ]# j; S( w6 \/ n/ e不过楼主大侠的工况貌似是天然气燃烧后的气体，那样的话，燃烧后生成的水成分应该较多，应该是这部分水结露了。
+ i. s' b% t$ ^2 @燃后气体的含水量不容易查到，要不取样测一下也可以知道其水蒸气含量，有助于判断是否结露。

amqq0807

热交换器外壁温度有多高，会不会是因为外壁温度低了空气中的水蒸气冷凝附着在外壁上了。
因为看你的描述说水温只有8到10度，所以会不会是水的流量过大导致水温上不去，而导致外壁温度过低。

bunyn