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1、板翅式换热器的传热计算钱寅国,文顺清(杭州杭氧股份有限公司设计院,浙江省杭州市东新路388号310004)摘要:介绍了板翅式换热器的结构形式,通过传热方程式推导出了翅片效率、表面效率以及流动阻力的计算公式,为板翅式换热器的计算提供依据。关键词:板翅式换热器;传热计算;翅片效率中图分类号:TB65715文献标识码:BCalculationofheattransferofplate-fintypeheatexchangerQianYinguo,WenShunqing#(DesigningInstitute,HangzhouHangy
2、angCo.,Ltd.,388DongxinRoad,Hangzhou310004,Zhejiang,P.R.China)Abstract:Thestructuretypeofplate-fintypeheatexchangerisbriefed,andthecalculationequationsoffinefficiency,surfaceefficiencyandflowresistancearederivedfromheattransferequation,whichprovidesabasisforcalculatio
3、nofplate-fintypeheatexchanger.Keywords:Plate-fintypeheatexchanger;Calculationofheattransfer;Finefficiency前言1结构换热器是过程机械的典型产品,是工艺过程的板翅式换热器的结构形式很多,但其结构单元关键设备,在化工生产中占有重要的地位。目前板体基本相同,都是由翅片、隔板、封条和导流片组翅式换热器作为一种高效、紧凑、轻巧的换热设成,它是在金属平板上放一翅片(即所谓二次传热备,已在石油化工、航空航天、电子、原子能、武面),然后再在其
4、上放一金属平板,两边以边缘封器工业、冶金、动力工程和机械等领域得到广泛应条密封而组成一个基本单元,上、下的两块金属板用,并在利用热能、回收余热、节约原料、降低成称为隔板。换热器的芯体是由许多这样的基本单元本以及一些特殊用途上取得了显著的经济效益。其组成。翅片是板翅式换热器最基本的元件,传热过主要特点是:传热效率高、紧凑、轻巧、适应性程主要是通过翅片来完成,一部分直接由隔板来完强、制造工艺要求严格、制造研究开发费用高、结成,翅片与隔板的连接均为完善的钎焊,因此大部构复杂、工作压力和温度有一定的限制、易堵塞和分热量经翅片、通过隔板传
5、给冷流体。由于翅片不被腐蚀、工质要求比较洁净、加工工艺复杂等特像隔板直接把热量传给冷流体,翅片有/二次表点。面0之称。近年来,板翅式换热器的设计理论、试验研到目前为止己出现以下几种翅片形式:平直翅究、制造工艺、开拓应用的研究方兴未艾,特别是片、多孔翅片、锯齿翅片、波纹翅片、钉状翅片、一些新技术的渗透,使其应用范围更加广泛,进入百叶窗式翅片、片条翅片。其中常用的有平直翅了一个新的发展时期。片、锯齿翅片、多孔翅片及波纹翅片。收稿日期:2011-03-24作者简介:钱寅国,男,1983年生,助理工程师,2009年毕业于华东理工大学化工
6、过程机械,现在杭州杭氧股份有限公司设计院从事板翅式换热器的开发、设计工作。#32#F2传热设计计算Q=QK$tdF(1)0211传热计算的基本方程式中:Q为热负荷,W;K为换热器任一微换热器的计算一般可以分为两种,一种是设计2元传热面的传热系数,W/(m#K);dF为微元传一个新的换热器,以确定换热器所需换热面积的设2热面积,m;$t为在微元面积传热面处的传热温计计算;另一种是对已有的或已选定的换热器,在差,e。非设计工况下核算其能否胜任规定的换热任务的校公式(1)中的K和$t都是F的函数,而且核计算。前者的计算目的在于决定换热
7、器的传热面每种换热器的函数关系各有异同。积,但是同样大小的传热面积可以采用不同的构造21112热平衡方程式尺寸;另外,结构尺寸也同时影响传热计算的过如果不考虑散热至周围环境的热量损失,则冷程,因此实际上这种计算也必定与结构计算交叉进流体所吸收的热量应该等于热流体放出的热量。此行。校核性传热计算则是针对已选定的换热器,确时的热平衡方程式可以写为:定流体的出口温度并确定该换热器在非设计工况下Q=qm1c1(tc1-td1)=qm2c2(td2-tc2)的性能变化,判断其能否在非设计工况下完成任(2)务。进行换热器的传热计算,最主要的
8、是确定热负式中:qm1和qm2分别为热、冷流体的质量流荷和流体的进/出口温度、传热面积、传热系数,量,kg/s;c1和c2分别为热、冷流体的质量定压同时确定这些量之间的关系。无论是设计计算还是热容,kJ/(kg#e);tc1和tc2分别为热、冷流体校核计算,都需
