换热器计算公式与比热容概要
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换热器设计物性参数原料 进口的温度25℃,换热后的温度55℃,进口流量h 原料液的定性温度:T=(25+55)÷2=40℃ 密度ρ1= 900 kg/m3比热容C P1= KJ/(Kg ·℃)热导率λ1= W/(m ·℃) 粘度µ1 = Pa ·s 水 进入换热器的水温 90℃,换热后变为60℃ 水的定性温度:T=(90+60)÷2=75℃(75℃时)密度ρ0= kg/m 3比热容C P2= (Kg ·℃) 热导率λ0=() 粘度µ0 =估算传热面积 所需热流量()KW hKJt C m Q P 81.2853.10369925-5509.29.16531111≈=⨯⨯=∆=加热水用量M 0=Q 1/C P1Δt 1=÷÷(90-60)=h=s平均传热温差:Δtm 1={(90-25)-(60-55)}/ln (65/5)=℃ 传热面积:m 31.124.23100100081.282111=⨯⨯=∆=tm K Q A考虑15%的面积裕度 A==工艺结构尺寸设计对于甘油三酯为易结垢和并不是很洁净的流体,管径应取得大些,初步选用φ25×传热管(碳素钢),取管内流速=i u m/s 。
管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数:161.002.0785.0900433.0422=⨯⨯==υπd Vn 按单管程设计,所需的传热管长度为:m nd AL 3.1116025.014.314.20=⨯⨯==π按单管程的设计,传热管过长,应采用多管程结构,采用标准设计,取管长l=6m ,则该换热管的管程数为2611.3≈==l L N 传热管总根数 n总=16×2=32平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数 R=(90-60)/ (55-25)=1 ρ=(55-25)/ (90-25)=按单壳程,双管程结构,由冷、热流体的进、出口温度计算温差修正系数t∆ϕ。
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中:c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)式中:W h为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h(T s-T w)] = W c c p,c(t2-t1)式中:c p,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));T s为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
) 对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤1.7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
导热油:型号:X6D-320进口油温:180j t =℃(给定) 出口油温:160c t =℃(给定) 平均油温:170pj t =℃ 比热容: 2.46KJ/Kg p C = ℃(按平均温度170℃查表)密度:3868Kg /m ρ=(按平均温度170℃查表)体积流量:3350/V m h = 质量流量:350868=84.4/3600M V Kg s ρ==⨯热效率:η=0.75(估算)导热油(热源侧)理论出力:()0.75 2.4684.4(180160)3114p j c Q C M t t KW η=-=⨯⨯⨯-= 受热面布置:蒸汽温度:130t =℃(考虑换热所需的温差,估算额定蒸汽温度)蒸汽压力:按130℃查饱和水蒸汽表得p=0.17MPa (表压)换热温差:最大温差:max 18013050j t t t ∆=-=-=℃最小温差:min 16013030c t t t ∆=-=-=℃温差: max min max min503039.1550ln ln 30t t t t t ∆-∆-∆===∆∆℃ 换热系数:管外流体给热系数: 2.330.5 2.330.52010.12239.150.27326/(C t p W m α=∆=⨯⨯= ℃) 管外污垢热阻: 200.000176/d r m W = ℃管内污垢热阻: 20.000352/di r m W = ℃管壁热阻: 20.0380.038ln()ln()0.000066/22249.560.03820.003w w w d d r m W d λδ==⨯=-⨯-⨯ ℃ 换热管外、内表面积比:00.038 1.1880.032o i i A d A d === 管(螺纹管)内流体给热系数:0.92060.080.1120.92060.080.11260.92060.080.112860.02127()()0.02127()()()()163.9100.06050.0320.030.00180.02127()()()()10911010163.9100.0320.032i u r e i i i iwd s h v s h N P R d d a v d d ------==⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯20.1416388617196/(0.032ui i N W m d λα⨯=== ℃) 换热系数:0021111207.6/(110.0001760.000066 1.1880.000352 1.1883261091o od w di i i iK A A r r r A A W m αα=++++==+++⨯+⨯ ℃)所需受热面积:223114383207.6/(39.15Q KW H m K t W m ===∆⨯ ℃) 所需布置的受热面太大,造价昂贵,且占地面积大。
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=QhQ=Wh(H h,1- H h,2)=Wc(H c,2-Hc,1)式中:Q为换热器得热负荷,kj/h或kw;W为流体得质量流量,kg/h;H为单位质量流体得焓,kj/kg;下标c与h分别表示冷流体与热流体,下标1与2分别表示换热器得进口与出口。
2、无相变化Q=Whcp,h(T1-T2)=Wcc p,c(t2-t1)式中:cp为流体平均定压比热容,kj/(kg、℃);T为热流体得温度,℃;t为冷流体得温度,℃。
3、有相变化a、冷凝液在饱与温度下离开换热器,Q=W h r =W c cp,c(t2-t1)式中:Wh为饱与蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱与蒸汽得冷凝潜热(J/kg)b、冷凝液得温度低于饱与温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=Wh[r+cp,h(T s-T w)] = Wcc p,c(t2-t1)式中:c p,h为冷凝液得比热容(J/(kg/℃));Ts为饱与液体得温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中得K值如下表:注:1 w=1 J/s=3、6kj/h=0、86 kcal/h1 kcal= 4、18kj(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△tm=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差得积分得平均值。
(恒温传热时△t=T-t,例如:饱与蒸汽与沸腾液体间得传热。
)对数平均温差因为在冷凝器板换一系列得换热器中温度就就是变化得为了我们更好得选型计算所以出来一个相对准确得数值,当△T1/△T2>1、7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2)、如果△T1/△T2≤1、7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差得积分得平均值。
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式 Q=Q c=Q hQ=W h(H h,1 - H h,2)= W c(H c,2 - H c,1)式中:Q为换热器的热负荷, kj/h或kw;W为流体的质量流量, kg/h ;H为单位质量流体的焓,kj/kg ;下标 c 和 h 分别表示冷流体和热流体,下标 1 和 2 分别表示换热器的入口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h (T1-T2)=W c c p,c (t2-t1)式中:c p为流体均匀定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a. 冷凝液在饱和温度下走开换热器,r c(t 2-t 1) Q=W = Wc p,ch式中:W h为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r 为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg )b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体开释热量为潜热加显热Q=W h[r+ c p,h(T s-T w)] = W c c p,c (t 2-t 1)式中:c p,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));T s为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K 值以下表:冷流体热流体总传热系数 K,w/(m2. ℃)水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850水轻油340-910水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340水水蒸气冷凝1420-4250气体水蒸气冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140水沸腾水蒸气冷凝2000-4250轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020注:1w = 1J/s =kj/h =kcal/h1kcal =kj2、温差(1)逆流热流体温度 T: T1→T2冷流体温度 t : t2 ←t1温差△ t :△ t1 →△ t2△t m=(△ t2- △t1 )/ ㏑(△ t2/ △t1 )(2)并流热流体温度 T: T1→T2冷流体温度 t : t1 →t2温差△ t :△ t2 →△ t1△t m=(△ t2- △t1 )/ ㏑(△ t2/ △t1 )对数均匀温差,两种流体在热互换器中传热过程温差的积分的均匀值。
换热器热量及面积计算
一、热量计算
1、一般式
Q=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)
式中:
Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;
W为流体的质量流量,kg/h;
H为单位质量流体的焓,kj/kg;
下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化
Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)
式中:
c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);
T为热流体的温度,℃;
T为冷流体的温度,℃。
二、面积计算
1、总传热系数K
管壳式换热器中的K值如下表:
注:
1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h
1kcal=4.18kj
2、温差
(1)逆流
热流体温度T:T1→T2
冷流体温度t:t2←t1
温差△t:△t1→△t2
△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流
热流体温度T:T1→T2
冷流体温度t:t1→t2
温差△t:△t2→△t1
△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)
3、面积计算
S=Q/(K.△t m)
三、管壳式换热器面积计算
S=3.14ndL
其中,S为传热面积m2、n为管束的管数、d为管径,m;L为管长,m。
四、注意事项
冷凝段:潜热(根据汽化热计算)
冷却段:显热(根据比热容计算)。
换热器热量及面积计算(一)一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中:c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r=W c c p,c(t2-t1)式中:W h为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h(T s-T w)]=W c c p,c(t2-t1)式中:c p,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));T s为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h1kcal=4.18kj2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
)对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤1.7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Qc=QhQ=Wh〔Hh,1-Hh,2〕=Wc〔Hc,2-Hc,1〕式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的入口和出口。
2、无相变化Q=Whcp,h(T1-T2)=Wccp,c(t2-t1)式中:cp为流体均匀定压比热容,kj/(kg.℃);为热流体的温度,℃;为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下走开换热器,Q=Whr=Wccp,c(t2-t1)式中:Wh为饱和蒸汽〔即热流体〕冷凝速率〔即质量流量〕〔kg/s〕r为饱和蒸汽的冷凝潜热〔J/kg〕b.冷凝液的温度低于饱和温度,那么热流体开释热量为潜热加显热Q=Wh[r+cp,h〔Ts-Tw〕]=Wccp,c(t2-t1)式中:cp,h为冷凝液的比热容〔J/〔kg/℃〕〕;Ts为饱和液体的温度〔℃〕二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值以下表:冷流体热流体总传热系数K,w/(m2.℃〕水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850水轻油340-910水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340水水蒸气冷凝1420-4250气体水蒸气冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140水沸腾水蒸气冷凝2000-4250轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020注:1w=1J/s=kj/h=kcal/h1kcal=kj2、温差〔1〕逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2tm=〔△t2-△t1〕/㏑〔△t2/△t1〕〔2〕并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1tm=〔△t2-△t1〕/㏑〔△t2/△t1〕对数均匀温差,两种流体在热互换器中传热过程温差的积分的均匀值。
(恒温传热时△t=T-t,比如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
换热器热量及面积计算之樊仲川亿创作一、热量计算1、一般式Q=Qc=QhQ=Wh(Hh,1- Hh,2)= Wc(Hc,2- Hc,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别暗示冷流体和热流体,下标1和2分别暗示换热器的进口和出口。
2、无相变更Q=Whcp,h(T1-T2)=Wccp,c(t2-t1)式中:cp为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变更a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=Whr=Wccp,c(t2-t1)式中:Wh为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=Wh[r+cp,h(Ts-Tw)]=Wccp,c(t2-t1)式中:cp,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));Ts为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△tm=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△tm=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
)对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变更的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤1.7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
管式换热器的计算公式
管式换热器的计算公式主要涉及到换热面积、热负荷、传热系数等方面,具体如下:
1. 换热面积计算公式:A=πdnL,其中d是管子的内径,n是管子的数量,L是管子的长度。
2. 热负荷计算公式:Q=(m1-m2)Cp(T1-T2),其中m1和m2是两个流体的质量流量,Cp是比热容,T1和T2是两个流体的温度差。
3. 传热系数计算公式:kd=m/πdnλv,其中λv是导管内膜的热导率,m是质量流量,d是导管的内径,n是导管数量。
4. 还有一个公式是:a=q/k(tr-△t),其中a为换热面积,q为总换热量,k 为导热系数。
这些公式在不同的场合有不同的应用,请根据实际情况选择合适的公式进行计算。
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Wh (Hh,1- Hh,2 )= Wc (Hc,2- Hc,1 )式中:Q 为换热器的热负荷,kj/h 或kw;W 为流体的质量流量,kg/h ;H 为单位质量流体的焓,kj/kg ;下标c 和h 分别表示冷流体和热流体,下标 1 和2 分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=Whcp,h(T1-T2)=Wccp,c(t2-t1)式中cp 为流体平均定压比热容,kj/(kg. ℃);T 为热流体的温度,℃;T 为冷流体的温度,℃二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K 值如下表冷流体热流体总传热系数K,w/(m2. ℃)水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850 水轻油340-910 水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340 水水蒸气冷凝1420-4250 气体水蒸气冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140 水沸腾水蒸气冷凝2000-4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020注:1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h1kcal=4.18kj 2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△tm= (△t2- △t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△tm= (△t2- △t1)/㏑(△t2/△t1)3、面积计算S=Q/(K. △tm)三、管壳式换热器面积计算S=3.14ndL其中,S 为传热面积m2 、n 为管束的管数、d 为管径,m;L 为管长,m。
四、注意事项冷凝段:潜热(根据汽化热计算)冷却段:显热(根据比热容计算Welcome To Download !!!欢迎您的下载,资料仅供参考!。
换热器热量及面积计算公式(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中:c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)式中:W h为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h(T s-T w)] = W c c p,c(t2-t1)式中:c p,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));T s为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1 w = 1 J/s = kj/h = kcal/h1 kcal = kj2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
)对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
换热器计算公式换热器部分计算管程介质为热⽔进⼝温度 (℃) Tt1=110(给定)出⼝温度 (℃) Tt2=120(给定)⼯作压⼒(MPa) Pt = 1.0(给定)平均温度(℃) Tt =115(计算)流体的⽐定压热容Cp(KJ/(kg.℃))=4.2358(查表)流量(t/h) Q =50(给定)流体密度(kg/m3)ρ=1000(查表)所需热量(KJ/h)=2117900(计算)壳程进⼝温度 (℃) Ts1=158.5(给定)蒸发潜热(KJ/kg)Rs1=2087.43出⼝温度 (℃) Ts2=115(给定)蒸发潜热(KJ/kg)Rs2=2216.6⼯作压⼒(MPa) Pt =0.5(给定)平均温度 (℃) Ts =136.75(计算)流体的⽐定压热容Cp1(KJ/(kg.℃)=4.2781(查表)158.5℃降为115℃1.温差放出热量(KJ/(kg))为186.10115℃129.17158.5(℃) 饱和蒸汽密度(kg/m3)ρ1 3.144(查表)115.0(℃) 饱和蒸汽密度(kg/m3)ρ20.9647(查表)1⽴⽅饱和蒸汽从158.5℃降为115.0放出潜热(KJ/(m3))所需要⽔蒸汽量为(m3/h)435.845088(计算)饱和蒸汽流速(m/s)15(查表)壳程进出⼝管径(mm)101.373458(计算)取壳程进出⼝管径DN 100 2.密度变化放出热量(KJ/(kg))4673.20设计计算介质为饱和蒸汽每1千克饱和⽔蒸汽从每1千克饱和⽔蒸汽吸收热量(KJ/(kg)换热管外径(mm )25(给定)换热管内径(mm )20(给定)换热管长度(mm )6000(给定)换热管数量180(给定)换热器管程程数2(给定)换热管换热⾯积(m2)84.8230002换热管内介质流速(m/s)0.49146811总传热系数K 计算流体的导热系数λ(W/(m.℃))0.683流体主体粘度(Pa.s)µ0.00024313管内强制湍流传热ai 283.014896流体的导热系数λ(W/(m.℃))0.684壳程流体介质平均温度下密度(kg/m3)ρ1.7895壳程流体介质平均温度下流体主体粘度(Pa.s)µ 2.02E-04壳程流体介质在管壁温度下流体粘度(Pa.s)µw 2.21E-04管外强制湍流传热ao 71.2633298换热管选⽤材料20管换热管传热系数51.8(查表)总传热系数 K=15.1910132低粘度流体在管内强制湍流传热低粘度流体在管外强制湍流传热流体的有效平均温16.4117511差(℃)换热⾯积(m2) F=8495.00787 (查表)(查表)。
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中:c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)式中:W h为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h(T s-T w)] = W c c p,c(t2-t1)式中:c p,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));T s为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
) 对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤1.7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
换热器计算公式与比热容
5 术语和定义
5.1 热侧
废气通道,又称气侧。
5.2 冷侧
冷却液通道,又称水侧。
5.3 气阻
气侧压力降,又称气侧压差。
5.4 水阻
水侧压力降,又称水侧压差。
5.5 换热面积A h
热侧总表面积,单位m2。
5.6 热侧通道面积S h
热侧总横截面积,单位m2。
5.7 放热量Q h
热侧空气放热量,指EGR冷却器稳定工作状态下,热侧空气所放出的热量,单位为kW。
其计算公式如下:
Q h=G h×Cp h(t hi-t ho)/1000………………………………………………(5-1)式中:
G h——空气质量流量,kg/s;
Cp h——增压空气比热,kJ/kg℃;
t hi——热侧空气进口温度,℃;
t ho——热侧空气出口温度,℃。
5.8 吸热量Q w
冷侧冷却液吸热量,单位kW。
其计算公式如下:
Q w=G w×Cp w×(t wo-t wi)/1000 ………………………………………(5-2) 式中:
G w——水质量流量,kg/s;
Cp w——水比热,kJ/kg℃;
t wi——冷却水进口温度,℃;
t wo——冷却水出口温度,℃。
5.9 热平衡误差δ
计算公式:
δ=[( Q h - Q w)÷Q h]×100 % …………………………………………(5-3a) 或
δ=[( Q w - Q h)÷Q w]×100% ………………………………………(5-3b)
式中:
δ——热平衡误差,%;
当热平衡误差δ大于±5%,试验参数应重新测量,直到δ不大于±5%。
5.10 散热能力Q
指在规定的工作条件下,空气通过EGR冷却器散发掉的理论散热量,单位为Kw(或W),其计算公式如下:
Q=K×A h×△t m ………………………………………………………(5-4) 式中:
K ——传热系数,kW/m 2℃;
△t m ——热侧空气对数平均温差,℃;
5.11传热系数k
表示EGR 冷却器单位散热面积在温差1℃时所传递的热量,单位为
kW/m 2℃。
5.12对数平均温差△t m ,单位℃
其计算公式如下:
△t m = wi
ho wi
hi wi ho wi hi t t t t t t t t -----ln )()( ……………………………………(5-5) 5.13进气温度t hi
指热侧空气进口温度,在EGR 冷却器进气口处测量,单位℃。
5.14出气温度t ho
指热侧空气出口温度,在EGR 冷却器出气口处测量,单位℃。
5.15进水温度t wi
指冷却水进口温度,在EGR 冷却器进水口处测量,单位℃。
5.16出水温度t wo
指冷却水出口温度,在EGR 冷却器出水口处测量,单位℃。
5.17 换热效率η
EGR 冷却器换热性能的一个指标,指进入EGR 冷却器的热气被冷却至接近冷却水进口温度的程度,其计算公式如下:
%⨯--=wi
hi ho hi t t t t η ……………………………………………(5-6) 5.18 进口温差△t i
EGR 冷却器进气温度与进水温度的差值,单位℃。
公式如下: wi i h i t -t t =∆ …………………………………………………(5-7)
5.19 比放热量Q ′
进口温差1℃时对应的放热量。
这是衡量EGR 冷却器换热性能的一个重要指标,其单位为kW/℃或W/℃。
其计算公式如下:
Q ′= wi
hi h i h t t Q t Q -=∆ ……………………………………………(5-8) 5.20 热侧压力降△P h
表示热空气流经EGR 冷却器时所产生的静压降,又称气阻或气侧压差,单位kPa 。
5.21 水侧压力降△P w
表示冷却水流经EGR 冷却器时所产生的静压降,又称水阻或水侧压差,单位kPa 。
5.22 热侧空气质量流量G h
简称热气流量,单位kg/h 或kg/s 。
5.23 热侧空气流速V h
EGR 冷却器热气在冷却管内的平均流速,单位为m/s.其计算公式如下:
h
h h h S G V ρ⨯= ……………………………………………………(5-9) 式中:
h ρ——热气密度,单位kg/m 3
h ρ与热空气介质,并与压力与温度有关,一般按平均压力与平均温度。
干空气物性:
烟气物性:
饱和水的物性:。