板式换热器选型计算方法及公式

板式换热器选型计算方法及公式

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1、板式换热器选型计算的方法及公式(1)   求热负荷QQ=G.ρ.CP.Δt (2)   求冷热流体进出口温度         t2=t1+ Q/G.ρ.CP(3)   冷热流体流量         G= Q/ρ.CP.(t2-t1(4)   求平均温度差Δtm  Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2 (5)   选择板型若所有的板型选择完,则进行结果分析。(6)   由K值范围,计算板片数范围Nmin,NmaxNmin= Q

2、/Kmax.Δtm.FP.βNmax= Q/Kmin.Δtm.FP.β (7)   取板片数N(Nmin≤N≤Nmax)若N已达Nmax,做(5)。(8)   取N的流程组合形式,若组合形式取完则做(7)。(9)   求Re,NuRe=W.de /νNu=a1.Rea2.Pra3 (10)求a,K传热面积F a=Nu.λ /de K= 1/1/ah+1/ac+γc+γc+δ/λ0     F= Q/K.Δtm.β (11)由传热面积F求所需板片数NN     NN=F/Fp+2 (12)若N<NN,做(8

3、)。(13)求压降Δp  Eu=a4.Rea5 Δp=Eu.ρ.W2.ф  (14)若Δp>Δ允 ,做(8); 若Δp≤Δ允 ,记录结果,做(8)。 注:1.(1)、(2)、(3)根据已知条件的情况进行计算。 2.当T1-t2=T2-t1时采用Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2        3.修正系数β一般0.7~0.9。      4.压降修正系数ф,单流程ф度=1~1.2,二流程、三流程ф=1.8~2.0,四流程ф=2.6~2.8。      5.a1、a2、a3、a4、a5为常系数。  

4、 选型计算各公式符号的意义及单位 符号意义单位符号意义单位Q热负荷WCp比热KJ/kg℃ ρ流体密度Kg/m3Δtm平均温差℃G体积流量m3/sF传热面积m2K传统系数W/m2℃W流速m/sT1、T2热介质进出口温度℃t1、t2热介质进出口温度℃m流程数 n流道数 α对流换热系数W/m2℃f单通道截面积m2ν运动粘度m2/sλ介质导热系数W/m℃Δp阻力损失MpaEuEu= Δp/ρ.W2无量纲Re雷诺数Re=W.de/ν无量纲de当量直径mNuNu=de.α/γ无量纲Pr普朗特数 λ0板片导热系数W/m

5、℃t板厚mβ修正系数 h、c热、冷介质角标 γP热介质污垢热阻m2℃/Wγc冷介质污垢热阻m2℃/W板式换热器的优化选型1平均温差△tm  从公式Q=K△tmA,△tm=1/A∫A(t1-t2)dA中可知,平均温差△tm是传热的驱动力,对于各种流动形式,如能求出平均温差,即板面两侧流体间温差对面积的平均值,就能计算出换热器的传热量。平均温差是一个较为直观的概念,也是评价板式换热器性能的一项重要指标。1.1对数平均温差的计算  当换热器传热量为dQ,温度上升为dt时,则C=dQ/dt,将C定义为热容量,它表

6、示单位时间通过单位面积交换的热量,即dQ=K(th-tc)dA=K△tdA,两种流体产生的温度变化分别为dth=-dQ/Ch,dtc=-dQ/Cc,d△t=d(th-tc)=dQ(1/Cc-1/Ch),则dA=[1/k(1/Cc-1/Ch)]·(d△t/△t),当从A=0积分至A=A0时,A0=[1/k(1/Cc-1/Ch)]·㏑[(tho-tci)/(thi-tco)],由于两种流体间交换的热量相等,即Q=Ch(thi-tho)=Cc(tco-tci),经简化后可知,Q=KA0{[(tho-tci)-(

7、thi-tco)]/㏑[(tho-tci)/(thi-tco)]},若△t1=thi-tco,△t2=tho-tci,则Q=KA0[(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)]=KA0△tm,式中的△tm=(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)。  顺流△tm=[(thi-tci)-(tho-tco)]/㏑[(thi-tci)/(tho-tci)]  逆流△tm=[(thi-tco)-(tho-tci)]/㏑[(thi-tco)/(tho-tci)]  对于各种流动型式,在相同的进口、出口温度条件下,逆流

8、的平均温差最大。  当板式换热器入口和出口两流体的温差△t1和△t2之间的差不大时,可采用算术平均温差(△t1+△t2)/2,一般△t1/△t2小于1.5时,可采用,若△t/△t2为3时,则误差约为10%。1.2传热单元数法  在传热单元数法中引入一个无量纲参数NTU,称为传热单元数,它表示板式换热器的总热导(即换热器传热热阻的倒数)与流体热容量的比值NTU=KA/MC,它表示相对于流体热容流量,该换热器传热能力的大小,即换热

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