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3.3.1 单相区甲醇侧的表面传热系数 16
3.3.2 单相区烟气侧的对流表面传热系数 17
3.3.3 传热系数的计算 17
3.3.4 重设壁温计算 18
3.3.5 单相区翅片长度计算 19
3.3.6 管内压降计算 19
3.4 沸腾区换热 19
3.4.1 沸腾区甲醇侧的表面传热系数 19
3.4.2 沸腾区烟气侧表面传热系数 19
3.4.3 传热系数的计算 20
3.4.4 重设壁温计算 20
3.4.5 沸腾区翅片长度计算 21
3.4.6 管内压降计算 21
3.5 蒸发器总体结构设计 22
3.6 换热器的性能测试 22
3.7 蒸发器设计的计算机程序 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录A 计算说明书 28
附录B EES设计计算程序 33
附录C CAD图纸 37
1 引言
1.1 本课题的背景
甲醇燃料是利用工业甲醇加变性醚醇添加剂，与现有国标汽柴油,按一定体积经严格科学工艺调配制成的一种新型清洁燃料，可替代汽柴油用于各种机动车、锅炉使用。生产甲醇的原料主要是煤、天然气、煤层气、焦炉气等，特别是利用高硫劣质煤和焦炉气制备甲醇，既可提高资源综合利用又可减少环境污染，又可以发展煤制甲醇燃料，补充和部分替代石油燃料，是缓解我国能源紧张局势、提高资源综合利用和保护生态环境的一条有效捷径。然而在常温、常压下，甲醇燃料是液态的，因此在工业中燃烧甲醇必须预先将甲醇气化，本文的任务就是完成甲醇气化所需的蒸发器设计。
1.2 本课题选用的翅片管式换热器的概述
1.2.1 国内外换热器发展现状
1.2.2 换热器设计的研究方向
1）强化传热机理的研究和新型热交换器的研制；
2）制造材料和防腐技术的研究；
3）结垢和防垢技术的研究；
4）设计工作过的自动化和制造技术的研究；
5）测试技术的研究；
6）物性模拟的研究。
1.2.3 换热器研究的意义
由于世界上燃煤、石油、天然气资源储量往往有限而面临着资源短缺的局面，各国都在致力于新能源的开发，而换热器是开发利用和节约能源的有效设备，在传热和余热回收，利用地热，太阳能等方面都离不开换热器，因此换热器的研究倍受重视，从换热器的设计、制造、结构改进到传热机理的研究都是很有广阔前景的【3】。
翅片管热交换是一种带翅的管式热交换器，它可以有壳体也可以没有。翅片管管热交换在动力、化工、制冷等工业中有广泛的应用。它对扩展换热面积和促进湍流有显著作用，无论对单相对流换热器和相变对流换热器都具有很大价值。翅片管换热器的结构与一般管壳式换热器基本相同，只是用翅片管代替了光管作为传热面，由于传热加强，结构紧凑，故可做成紧凑式换热器【4-7】。翅片管换热器常用于加热管内气体，如现在应用较多的低温液体气化器都可用翅片管形式的换热器。常用的翅片有横向和纵向两类，其它类型都是这两类的变形，如大螺旋角翅片管、螺纹管等。翅片可在管内、管外或内外兼有。翅片管按制造方法不同可分为整体翅片、焊接翅片和机械连接翅片。在本课题中考虑到是100kW的燃烧功率，最后选择的是大套片式整体翅片管换热器。
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