热交换钢管“出汗”

冷水黄金 · 发表于 2014-1-12 10:37:43

本帖最后由冷水黄金于 2014-1-12 10:38 编辑

中间热交换管壁厚约6mm左右，低碳钢，牌号不明。
中间热风是天然气燃烧热风通道。
当温度达到300度时，热交换管内壁四周像人出汗一样有水珠，并且从有水段开始就这样（是工人讲的，我去迟了，只看到水印），然后汇集到下面和下中雨差不多。

而在此热交换器前段几米远，也有一段简单的水箱式热交换器(仅一根大管子从水箱中间穿过)，并无“出汗”现象。

子子61961 · 发表于 2014-1-12 10:51:58

本帖最后由子子61961 于 2014-1-12 11:53 编辑

貌似是典型的化工计算问题。
有一些条件还想确认一下。
1. 300度指的是入口温度也就是图中上面的入口温度是吧。
2. 想知道下面的燃气出口温度降到了多少度。
3. 燃气里是否含有水蒸气，水蒸气含量和气体压力，可以反算出露点。
4. 管内流速多少，流速过快的话，上下有压力差也会有一些影响。

ps：没计算不知道露点会不会那么高，大侠确定不是管子漏水了？估计没漏，漏的话你去看的时候也能看到。

冷水黄金 · 发表于 2014-1-12 12:09:29

请老鹰帮忙把这个帖子移到热交换器或机械设计版吧

子子61961 · 发表于 2014-1-12 12:50:43

谢大侠搜索点评提供数据。
俺把2003年买的《化工原理》教材给翻出来了。
在干燥那一章仔细研读了一下。

水汽体积比18%，近似认为水蒸气分压为18%。（这一行还需要推敲）
大气压101325Pa，微负压，认为是100000，则水蒸气分压为18000Pa
百度查饱和水蒸气表，露点近似为58度。

大侠说冷却水温度为10度左右。应该是下端进口温度，
此处靠近管壁的地方气体温度较低（当然与流速有关），
如果此处气体温度低于58度，就会出现凝结现象。

可否问一下大侠管径多少。气体部分貌似是环形区域，内径多少外径几何。

-------------------------------------------------------------------------------------------
在之前的换热器没有结露，估计是因为气体温度较高，大于600度，
提供了足够的热量，超过了结露的蒸发潜热，把结露的部分又给蒸发了，
或是气体温度过高，换热器的气体一侧壁面温度较高，也就不会结露了。

简单分析如上。其实心里没底，十五年前学过的东西，一直没使用过。
楼主大侠也可以在其他化工网站上确认一下，注意是化工而不是化学。

huhaofei · 发表于 2014-1-12 20:56:48

正常现象了，看大侠解析，学习学习，感谢楼主抛出问题

luyupei · 发表于 2014-1-13 08:55:43

建议将冷却水温调到15度以上，最后在25度

yantouchang · 发表于 2014-1-13 10:04:39

子子61961 发表于 2014-1-12 12:50
( y6 }6 s2 e. z1 g. F2 ]9 i) Z谢大侠搜索点评提供数据。
4 ^; y0 w+ E$ f俺把2003年买的《化工原理》教材给翻出来了。
& d* v- [- K/ Z在干燥那一章仔细研读了一下。 ...

准确计算需要知道：
干湿球温度计中干球温度和湿球温度值.
根据所读两个温度值查相对湿度对照表得相对湿度.
根据干球温度查水的饱和蒸汽压表,得干球温度下水的饱和蒸汽压值.
用所查得干球温度下的水的饱和蒸汽压乘以相对湿度,得空气中水汽的分压.
再根据空气中水汽分压查水的饱和蒸汽压表,该分压对应的温度就是露点.即水的结露

我根据重庆的年平均值相对湿度结合这个季节大概计算了一下，露点在12-13度之间，其实很简单LZ用温度计测试一下当时管壁的温度就可以大概知道，

解决的办法：调节循环水冷却水的的进水量。

子子61961 · 发表于 2014-1-13 11:07:25

yantouchang 发表于 2014-1-13 11:04 9 Q7 g: ?6 M+ B5 q
准确计算需要知道：
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9 Y6 z" R9 {1 V- Z: s根据所读两个温度值查相对湿度对照表得相对湿 ...

准确计算需要知道：4 B' ~7 k0 c( h6 Z3 H
干湿球温度计中干球温度和湿球温度值.' c) n; U2 Q2 c( g$ Q
根据所读两个温度值查相对湿度对照表得相对湿度.
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用所查得干球温度下的水的饱和蒸汽压乘以相对湿度,得空气中水汽的分压.7 u) O9 v( K& ?
再根据空气中水汽分压查水的饱和蒸汽压表,该分压对应的温度就是露点.即水的结露6 z6 b4 i* |. m$ s

% u8 m" U' h5 B# a8 b我根据重庆的年平均值相对湿度结合这个季节大概计算了一下，露点在12-13度之间，其实很简单LZ用温度计测试一下当时管壁的温度就可以大概知道，
3 `7 {7 i. H: q9 z" a2 {. c- i( r! x' p
解决的办法：调节循环水冷却水的的进水量。

谢谢回复。大侠是搞化工方面的么。
您提到根据干湿球温度来计算湿度然后水汽的分压，但是现在现场情况估计是这样的。
现在问题是在换热器内部，而且是高温200度左右，气体流速较快，所以无法设置湿球温度计。
所以暂时根据楼主大侠提供的水蒸气体积分率，来计算水蒸气分压。
根据道尔顿分压定律，体积分率可以近似认为等于其分压比，所以用总压强乘以体积分率，可以得到水蒸气分压。
另外主要楼主的管道里流动的是天然气，所以在这里不太适合用一般空气的湿度，而用水蒸气分压来求湿度来求露点的方法。
大概是这样考虑的。

yantouchang · 发表于 2014-1-13 11:39:52

子子61961 发表于 2014-1-13 11:07
- h( U0 ^$ R8 V4 Z9 Q4 Q2 ^谢谢回复。大侠是搞化工方面的么。
. R4 J" W: h' F% k5 g* R: L您提到根据干湿球温度来计算湿度然后水汽的分压，但是现在现场情况 ...

谢谢大侠教诲，我是做化机的，工作两年多，还是个菜鸟，希望大侠不要介意。
我看到冷却水靠近壳层，因为之前有碰到过外壁凝结水滴，就理解为换热器外壁凝结水滴，
管束内部凝结水滴，我的计算错误。

子子61961 · 发表于 2014-1-13 11:50:20

yantouchang 发表于 2014-1-13 12:39 3 s0 L- S4 B/ U
谢谢大侠教诲，我是做化机的，工作两年多，还是个菜鸟，希望大侠不要介意。: H0 Q/ ]7 r: u& B7 M5 J
我看到冷却水靠近壳层，因为 ...

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，后来工作中用到了自己复习的。
感觉化工机械比单纯的机械还要难一些，受力分析和金属材料同样要考虑，还要考虑物性相变传热传质等等。
加油吧，谢谢回复。

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