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第 25卷第 1期吉林化工学院学报 Vol. 25 No. 1
2008年 2月 JOURNAL OF J IL IN INSTITUTE OF CHEM ICAL TECHNOLOGY Feb. 2008
文章编号: 1007 2853 (2008) 01 0066 03
分离式热管换热器回收汽车尾气余热的试验研究
尹文国 1 ,江培栋 2 ,朱洪江 2
(1. 吉林医药设计院有限公司总工办,吉林长春 130021; 2. 吉林化工学院机电工程学院,吉林吉林 132022)
摘要: 介绍了利用汽车尾气的分离式热管换热器装置的结构设计,研究了不同充液率时的热管壁温状
况、充液率与热管传输功率的关系,分析了热管管内工质温度控制、热管暖气装置的安全性、强度以及换
热效果.
关键词: 汽车尾气;热管换热装置;安全性;换热效果
中图分类号: TK 172 文献标识码: A
汽车发电机工作时,其能量分配情况是[ 1 ] : 在图中所示位置接相关仪器,测量尾气的温
20%产生有用的功, 35%由尾气损失掉, 35%由冷度、蒸发段出口温度、冷凝段入口温度及空气流量
却液和机油损失掉, 10%为摩擦损失. 按车速 60 等数据.
km /h、每百公里耗油 15 L、汽油发热量 50. 242 × 1. 2 管内蒸汽温度的控制
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10 kJ /kg计算, 1 h 由尾气排出的热量高达 88 以水为工质的热管,管内水的工作温度不应超
kW ,利用此热量可以解决我国北方冬季客车取暖过 250 ℃[ 2 ] ,也有文献认为小于 300 ℃[ 3 ] . 设计原
问题现将利用汽车暖气采用分离式热管装置进
. , 则是控制热管内工质的温度不超过 240 ℃. 240 ℃
行换热的研究情况介绍如下: [ 4 ]
时水蒸汽的饱和蒸汽压为 34个大气压,而 250
℃时是 40个大气压.
1 分离式热管换热器的实验装置、 h
根据传热方程,传入热量 Q = hh Ah ( th - tv ) ,
结构设计及管内蒸汽温度 c
吸收热量 Q = hcAc ( tv - tc ) , 二者平衡, 即 Q h =
Q c ,故有
1. 1 实验装置的结构设计
( t - t ) h A = h A ( t - t ) (1)
因为车厢底盘到地面空间距离比较小,把分 h v h h c c v c
式中、分别为烟气温度和冷空气温度为热
离式热管的蒸发段放在车厢外,而把冷凝段放在 th tC , tV
管内工质温度、分别为蒸发段与冷凝段的换
车厢内. 热管的材质为 32 × 2. 5铜管,蒸发段与; hh hC
冷凝段管子均为两排并联. 管内工质为水. 其工艺热系数; Ah 、AC分别为蒸发段与冷凝段的传热面积.
过程为:将汽车尾气引入热管换热器的蒸发段,管当 hcAc > hh Ah , 即 hcAc / ( hh Ah ) > 1 时, 有( tv
内工质形成的高温蒸汽经蒸汽上升管进入冷凝- tc ) > ( th - tv ) , 这时可使热管内工质温度 tV 远
段,将高温蒸汽的热量放出来,与由直流电风扇引离烟气温度 th ,如图 2