板式换热器选型计算的方法及公式(20210410043347).docx

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1、板式换热器选型计算的方法及公式⑴求热负荷QQ二G・p.Cp.At(2)求冷热流体进出口温度1?二t1+QG.p.CP(3)冷热流体流量g=Q/p.CP.(4)求平均温度差△tmAtrn=(Tl-t2)-(T2-t1)/In(Tl-t2)/(T2~t1)或厶tm二(T1-t2)+(T2~tl)/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/Kmax.Atm.FP.BNmax=Q/Kmin・Atm・FP・B(7)取板片数N(Nmin

2、若N己达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/VNu=ai.Rea2.Pra3(2)求a,K传热面积Fa二Nu•入/deK=1l/3h+l/8,c+Y*Y+3乃F=Q/K・△tm.B(3)由传热面积F求所需板片数NNNN=F/Fp+2(4)若NVNN做⑻。(5)求压降△pEu=&4・Re52Ap=EU・P.w•巾(6)若厶p>△允，做(8);若厶pw△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Tl—t

3、2二丁2—t1时釆用△tm=(T1-t2)+(T2-tl)/25.ai、a2、a3、a4、a5为常系姒(o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/kgCP流体密度Kg/ms△tm平均温差C、G体积流量3.m/sF传热面积届K传统系数2—W/m2CW流速m/sTi>T2热介质进出口温度Ct1、12热介质进出口温度Cm流程数n流道数a对流换热系数W/m2Cf单通道截面积2mV运动粘度n?/s入介质导热系数W/mC△p阻力损失MpaEuEu=ApP•w?无量纲Re雷诺数Re=W.

4、de/V无量纲de当量直径mNuNu=de.a/Y-无量纲Pr普朗特数入o板片导热系数W/mCt板厚m3修正系数h^c热、冷介质角标丫.热介质污垢热阻n?C/W丫c冷介质污垢热阻nfC/W板式换热器的优化选型1平均温差厶tm5.ai、a2、a3、a4、a5为常系姒(o从公式Q二心tmA,1/A/A(tl-12)dA中可知，平均温差厶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，也是评价性能的一项重要指标。对数平均

5、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，它表示单位时间通过单位面积交换的热量，即dQ二K(th—tc)dA二!

6、ho)=Cc(tco—tci),经简化后可知，Q=KAO{[(tho—tci)—(thi—tco)]/h[(tho—tci)/(thi一tco)]}，若△tl=thi―tco,At2=tho一tci,则Q=KAO[(Atl一△t2)/h(Atl/△t2)]=KA0tm,式中的△tm=(Atl一△t2)/h(Atl/At2)o顺流tm二[(thi一tci)一(tho一tco)]/h[(thi一tci)/(tho一tci)]逆流4tm二[(thi一tco)(tho一tci)]/h[(thitco)/(thotci)

7、]对于各种流动型式，在相同的进口、出口温度条件下，逆流的平均温差最大。当板式换热器入口和出口两流体的温差△tl和厶t2之间的差不大时，可采用算术平均温差（厶tl+△t2）/2,—般△tl/△t2小于时，可采用，若At/△t2为3时，则误差约为10%/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NT宙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，即换热器的无量纲“传热能力”o对于板式换热器来说，KA/t/Ati

8、n,式中△t/Atm称为温差比，上式中的右边的工艺过程用NTUp表示，左边的换热设备的条件用NTUE表示。NTUp是流体温度的变化与平均温差的比值，表示的是用tm的变化引起几度流体温度变化的值，当厶tm大时，NTUp则小；当厶tm小时，它有变大的倾向。相反，在NTUp变大的过程中，△tm的温度变化较大，NTUp较小时，其△tm的温度变化较小（见表1）表1AtmjNTUp的