板式换热器计算
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板换换热器计算公式板换换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、食品、医药等行业。
它通过板式换热器内部的板片将两种流体进行换热,达到升温或降温的目的。
在工程实际中,需要对板换换热器进行计算和设计,以确保其换热效果和运行安全。
本文将介绍板换换热器的计算公式及其应用。
一、板换换热器的热传导计算。
板换换热器的热传导计算是指在给定的工况下,计算板换换热器内部的传热系数和传热面积。
其计算公式如下:1.传热系数的计算。
板换换热器的传热系数可以通过Nusselt数计算得到,Nusselt数的计算公式为:Nu = hL/k。
其中,Nu为Nusselt数,h为传热系数,L为板片间距,k为传热介质的导热系数。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的传热系数。
2.传热面积的计算。
传热面积的计算是指在给定的工况下,计算板换换热器内部的传热面积。
传热面积的计算公式为:A = Q/(UΔT)。
其中,A为传热面积,Q为换热量,U为总传热系数,ΔT为温度差。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的传热面积。
二、板换换热器的压降计算。
板换换热器的压降计算是指在给定的工况下,计算板换换热器内部的流体压降。
其计算公式如下:ΔP = f(ρv^2/2)。
其中,ΔP为压降,f为摩擦阻力系数,ρ为流体密度,v为流速。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的流体压降。
三、板换换热器的换热面积计算。
板换换热器的换热面积计算是指在给定的工况下,计算板换换热器内部的换热面积。
其计算公式如下:A = (mCpΔT)/(UΔTm)。
其中,A为换热面积,m为质量流量,Cp为比热容,ΔT为温度差,U为总传热系数。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的换热面积。
四、板换换热器的换热器表面积计算。
板换换热器的换热器表面积计算是指在给定的工况下,计算板换换热器内部的换热器表面积。
其计算公式如下:A = (mCpΔT)/(UΔTm)。
其中,A为换热器表面积,m为质量流量,Cp为比热容,ΔT为温度差,U为总传热系数。
板式换热器例题1、换热器换热量的计算w t Gc Q 1046750)2065(4187360020000=-⨯⨯=∆= 2、外网进入热水供应用户的水流量s kg t c Q G /10)7095(418710467500=-=∆= 3、加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1~0.5m/s 。
加热水的平均温度为(95+70)/2=82.5℃,该温度下水的密度为970.2kg/m 3。
200206.02.9705.010m w G f r r r =⨯==ρ 4、被加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1~0.5m/s 。
被加热水的平均温度为(65+20)/2=42.5℃,该温度下水的密度为991.2kg/m 3。
201868.02.9913.0360020000m w G f l l l =⨯⨯==ρ 5、选型初选BR12型板式换热器,单片换热面积为0.12m 2/片,单通道流通断面积为0.72×10-3。
6、实际流速加热水流道数为281072.00206.03=⨯==-d r r f f n 被加热水流道数为261072.001868.03=⨯==-d l l f f n 取流道数为28。
加热水实际流速s m f n G w r d r r /5.02.9701072.0281030=⨯⨯⨯==-ρ 被加热水实际流速s m f n Gw l d l l /28.02.9911072.02856.53=⨯⨯⨯==-ρ 7、传热系数查图知传热系数为3600w/m 2.K 。
8、传热温差()()()()℃396595207065952070)()()()(11221122=-----=-----=∆In t t In t t t p ττττ 9、传热面积246.73936001046750m t K Q F p =⨯=∆= 10、需要的片数6212.046.7===d F F N 11、实际片数考虑一个富裕量。
板式换热器选型计算板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备.它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点.目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域.因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。
目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种.以下就三种算法的特点进行简要的说明。
一、手工简易算法计算公式: F=Wq/(K*△T)式中 F —换热面积 m2Wq—换热量 WK —传热系数 W/m2·℃△T—平均对数温差℃根据选定换热系统的有关参数.计算换热量、平均对数温差.设定传热系数.求出换热面积。
选定厂家及换热器型号.计算板间流速.通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线.查出实际传热系数及压降。
若实际传热系数小于设定传热系数.则应降低设定传热系数.重新计算。
若实际传热系数大于设定传热系数.而实际压降大于设定压降.则应进一步降低设定传热系数.增大换热面积.重新计算。
经过反复校核.直到计算结果满足换热系统的要求.最终确定换热器型号及换热面积大小。
这种算法的优点是计算简单.步骤少.时间短;缺点是结果不准确.应用范围窄。
造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线.而设计工况可能与之不符。
此外样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线仅为水―水换热系统.在使用中有很大的局限性。
以下给出佛山显像管厂总装厂房低温冷却水及40℃热水两套换热系统实例加以说明采用手工简易算法得出的计算结果与实测结果的差别:BR35 F=36m2北京市华都换热设备厂(三)平均对数温差(逆流)△T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1))或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 (分子等于零)(四)计算换热量Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W(五)设备选型根据样本提供的型号结合流量定型号.主要依据于角孔流速。
板式换热器的计算方法一、换热面积的计算1.换热面积的计算公式:换热面积=换热量/换热系数其中,换热量为所需换热量,换热系数为换热器材料和传热介质的传热系数,需要通过实验或经验公式来确定。
2.单个换热板的换热面积的计算:单个换热板的换热面积=换热面积/换热板数量根据所需的换热面积和换热板的数量,可以得到单个换热板的换热面积。
二、传热系数的计算传热系数是指单位时间内单位面积上的换热量与温差之比,计算传热系数是为了确定换热器的换热效率。
1.平均传热系数的计算公式:平均传热系数=1/(1/内部传热系数+Σ(厚度/导热系数)+1/外部传热系数)其中,内部传热系数和外部传热系数可以通过换热器的材料和实验数据来确定,厚度和导热系数可以通过板式换热器的设计参数来确定。
2.内部传热系数的计算:内部传热系数=0.023*(流体的物性参数)^0.8*(流体的雷诺数)^0.8/(流体的普朗特数)^0.4内部传热系数与流体的物性参数、雷诺数和普朗特数有关,需要通过实验数据或经验公式来计算。
三、流体参数的计算流体参数主要包括流体的物性参数、雷诺数和普朗特数。
1.流体的物性参数的计算:流体的物性参数包括密度、粘度、比热容等,可以通过流体的温度、压力和化学成分来确定,也可以通过实验测定得到。
2.雷诺数的计算:雷诺数是流体流动的一种无量纲数,表示流体内部动力和惯性力的比值,计算公式为:雷诺数=流体的密度*流体的流速*物体的特征尺寸/流体的粘度可以通过流体的物性参数和流动条件来计算雷诺数。
3.普朗特数的计算:普朗特数是流体流动的一种无量纲数,表示动力和传热之间的比值,计算公式为:普朗特数=流体的动力粘度/流体的热传导系数可以通过流体的物性参数来计算普朗特数。
以上就是板式换热器的计算方法。
在实际应用中,需结合具体的工艺要求和换热条件来确定换热面积、传热系数和流体参数等计算参数,以确保换热器的工作效率和稳定性。
板式换热器选型计算的方法及公式1.确定传热要求:首先,需要确定所需传热量。
传热量可以根据质量流量、入口温度和出口温度计算得出。
传热量=质量流量×热容×(出口温度-入口温度)其中,热容是指流体单位质量温度升高1°C所需的热量。
2.计算传热面积:传热面积是板式换热器选型时需要考虑的重要参数。
传热面积的大小直接决定了换热器的尺寸和材质。
传热面积=传热量/(传热系数×温差)其中,传热系数是指流体在单位时间内通过单位面积的换热器所传热量与温差之比。
3.确定传热系数:传热系数是指在单位时间内通过换热器的单位面积所传热量与温差之比。
传热系数的大小取决于流体的性质、流速以及流体与表面之间的热传导方式。
传热系数=温差/(1/内壁传热系数+1/外壁传热系数+污物膜传热系数+△Rf)其中,△Rf为板片的几何阻力。
4.确定换热器的型号:通过以上计算,得到传热面积和传热系数。
根据这些参数,可以选择合适的换热器型号,比如板式换热器的型号、规格等。
5.确定换热器板数:根据传热面积和换热器的尺寸,可以确定所需的板数。
板数的选择需要考虑流体的流速以及板间距等因素。
6.计算换热器的热负荷:热负荷是指在单位时间内通过换热器的热量。
热负荷=传热量/单位面积通过热负荷的计算,可以确定是否符合换热器的设计要求。
以上是板式换热器选型计算的基本方法及公式。
在实际应用中,还需要考虑到一些特殊因素,例如流体的腐蚀性、压力损失、流速限制等。
因此,在实际选型计算中,需要根据具体要求进行修正和调整,以确保选用的换热器满足应用需求。
板式换热器选型计算板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备,它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点,目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域,因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。
目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种,以下就三种算法的特点进行简要的说明。
一、手工简易算法二、手工标准算法计算方法与步骤(一)工艺条件热介质进出口温度℃Th1 Th2流量m3/h Qh压力损失(允许值)MPa △Ph冷介质进出口温度℃Tc1 Tc2流量m3/h Qc压力损失(允许值)MPa △Pc(二)物性参数物性温度℃Th=(Th1+Th2)/2 Tc=(Tc1+Tc2)/2介质重度Kg/m3γh γc介质比热KJ/kg·℃Cph Cpc导热系数W/m·℃λh λc运动粘度m2/s νh νc普朗特数Prh Prc(三)平均对数温差(逆流)△T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1))或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 (分子等于零)(四)计算换热量Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W(五)设备选型根据样本提供的型号结合流量定型号,主要依据于角孔流速。
即:Wl=4*Q/(3600*π*D2) ≤3.5~4.5m/sWl—角孔流速m/sQ —介质流量m3/hD —角孔直径m(六)定型设备参数(样本提供)单板换热面积s m2单通道横截面积 f m2板片间距l m平均当量直径de m (d≈2*l)传热准则方程式Nu=a*Re b*Pr m压降准则方程式Eu=x*Re yNu—努塞尔数Eu—欧拉数a.b.x.y—板形有关参数、指数Re—雷诺数Pr—普朗特数m —指数热介质m=0.3 冷介质m=0.4(七)拟定板间流速初值Wh 或WcWc=Wh*Qc/Qh (纯逆流时)W取0.1~0.4m/s(八)计算雷诺数Re=W*de/νW —计算流速m/sde—当量直径mν—运动粘度m2/s(九)计算努塞尔数Nu=a*Re b*Pr m(十)计算放热系数α=Nu*λ/deα—放热系数W/m2·℃λ—导热系数W/m·℃分别得出αh、αc热冷介质放热系数(十一)计算传热系数K=1/(1/αh+1/αc+r p+r h+r c) W/m2·℃r p—板片热阻0.0000459m2·℃/Wr h—热介质污垢热阻0.0000172~0.0000258m2·℃/W r c—冷介质污垢热阻0.0000258~0.0000602m2·℃/W (十二)计算理论换热面积Fm=Wq/(K*△T)(十三)计算换热器单组程流道数n=Q/(3600*f*W) (圆整为整数)Q—流量m3/hf—单通道横截面积m2W—板间流速m/s(十四)计算换热器程数N=(Fm/s+1)/(2*n)N为≥1的整数s—单板换热面积m2(十五)计算实际换热面积F=(2*N*n-1)*s (纯逆流)(十六)计算欧拉数Eu=x*Re y(十七)计算压力损失△P=Eu*γ*W2*N*10-6 MPaγ—介质重度Kg/m3W—板间流速m/sN—换热器程数选定厂家,根据角孔流速确定换热器型号,从手册查出在设计工况下冷、热介质的各种物理参数,根据厂家样本提供的传热经验公式及流阻经验公式,初步设定流体的板间流速,求出雷诺数,经计算得出传热系数及压力损失,在实际换热面积不小于理论换热面积的前提下,若压力损失大于许用值,则应进一步降低初定的板间流速,重新计算。
板式换热器选型计算1.确定换热量首先需要确定板式换热器的换热量,也就是两种介质之间需要传递的热量。
根据实际工程需求和介质的热物性参数,计算出换热量的大小。
换热量的计算公式如下:Q = m * cp * ΔT其中,Q为换热量,m为流体的质量流量,cp为流体的平均比热容,ΔT为介质的温度差。
2.确定换热面积换热面积是决定换热器性能的重要参数之一、根据换热量和换热系数的关系,可以求得所需的换热面积。
换热面积的计算公式如下:A=Q/U其中,A为换热面积,U为换热系数。
3.确定换热器尺寸根据换热器的设计要求和性能参数,可以确定换热器的尺寸。
主要包括板片的长度和宽度,以及换热器的厚度。
根据实际工程需求和制造工艺的限制,确定合适的尺寸。
4.确定板片数量根据换热面积和单片换热面积,可以确定所需的板片数量。
根据实际工程需求和制造工艺的限制,确定合适的板片数量,通常采用偶数个板片。
5.确定流体通道确定流体通道是板式换热器选型计算的重要步骤。
根据介质的性质和换热条件,选择适合的流体通道方式,例如并流式、逆流式或交叉流式。
6.确定板片间距板片间距是决定流体通道宽度的参数,对换热器的性能具有很大的影响。
根据实际工程需求和制造工艺的限制,确定合适的板片间距。
7.确定流体速度流体速度是板式换热器选型计算中的关键参数之一、根据换热器设计要求和流体性质,确定合适的流体速度,通常根据实际工程经验进行估算。
8.确定板片材料根据介质的性质和工艺要求,选择合适的板片材料。
常见的板片材料有不锈钢、钛合金、镍合金等,需要根据介质的腐蚀性和温度要求进行选择。
以上是板式换热器选型计算的主要内容和方法。
在实际工程中,需要根据具体的需求和工艺要求,进行详细的计算和分析,以确定最适合的板式换热器规格和参数。
同时,还需要考虑工艺的可行性和经济性,选择合适的设备。
板式换热器换热计算所使用到的公式和常用参数
1、换热的热平衡公式:
热介质质量* 热介质比热*(热介质进口温度- 热介质出口温度)
=冷介质质量* 冷介质比热*(冷介质出口温度- 冷介质进口温度)
其中,质量单位是kg,温度单位是℃,比热单位是KJ/(㎏*℃)
常用的物质的比热:C油= 2.2KJ/(㎏*℃) C水= 4.18KJ/(㎏*℃)
C脂肪酸= 2.8KJ/(㎏*℃)
蒸汽的总热能:=(C水*△T+蒸发焓2257KJ)/kg
2、板式换热器的传热公式:
Q= A * K * LMTD
其中,Q=换热量,单位是W
K=传热系数,单位是W/m2℃
A=有效换热面积,单位是m2
LMTD=对数平均温差=((热介质进口温度-冷介质出口温度)-(热介质出口温
度- 冷介质进口温度))/ln((热介质进口温度-冷介质出口温度)/(热介质出口温度- 冷介质进口温度))
常用几种换热的传热系数参考值:
水冷却油时的换热系数是:0.62 W/m2℃
油冷却油时的换热系数是:0.50 W/m2℃
蒸汽加热油时的换热系数是:0.85 W/m2℃
3、流体管道压力损失计算公式:△P=(0.02*v2/d)*ρ*L
其中:△P--代表流体在管道中的压力损失,单位Pa
v---代表流体在管道中的流速,单位米/秒
d---代表流体流过的管道直径,单位米ρ--代表流体的密度,单位千克/米3 L---代表管道长度,单位米。
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t 2=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ΔtmΔtm=(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 / Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q / Kmin .Δtm .F P .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.Re a2.Pr a3(10)求a,K传热面积Fa = Nu .λ / deK= 1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F= Q /K .Δtm .β(11)由传热面积F求所需板片数NNNN= F/ Fp+ 2(12)若N<NN,做(8)。
(13)求压降ΔpEu = a4.Re a5板式换热器安装使用与维护1、换热器须立式安装、全部下部连接管的低位应安装排放口及阀门;根据需要尽可能保温;预留检修空间。
2、开机时,确保两侧流体的出口阀门已打开,先缓慢开启冷侧流体阀门,让冷流体流动循环起来,再缓慢打开热流体阀门,操作过程中要尽量避免压力波动太大。
关机时先关热流体进口阀门再关冷流体进口阀门,同样缓慢操作。
3、停机时应确定排放干净两侧通道内残留液体(打开管道底部排放口),并检验进口阀门是否关严。
4、采用蒸汽单通道消毒时,另外一侧通道要确保液体排放干净,不能有残留,且蒸汽阀门一定要缓慢开启。
5、拆机前应先测量两机架夹板之间距离并记录夹紧尺寸;拆机时要站在立柱正后面双手取下和挂上板片,避免用力不均和倾斜导致变形,螺丝对角均匀松动和夹紧,夹紧尺寸要合适不能紧过头;并将特殊位置的板片和胶条加标记,避免无法原样装回;清洗板片时,密封胶条要取下各自清洗,不能采用铁刷和腐蚀性液体浸泡;胶条挂回板片时不能移位(可加适量胶水固定,胶水不能太多和跑到胶垫外)。
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ΔtmΔtm=(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/ Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q/ Kmin .Δtm .F P .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.Re a2.Pr a3(10)求a,K传热面积Fa = Nu .λ / deK= 1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F= Q /K .Δtm .β(11)由传热面积F求所需板片数NNNN= F/ Fp+ 2(12)若N<NN,做(8)。
(13)求压降ΔpEu = a4.Re a 5Δp = Eu .ρ.W 2.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。
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)-(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)。
根据公式q=k·f·△TM,F=Q/K.ΔtmQ—热流(W)ΔTM对数平均温差(℃)F——传热面积(m*m)板型或波纹型应根据换热场合的实际需要确定。
对于流量大、允许压降小的情况,应选用低阻力的板式,否则应选用阻力大的板式。
根据流体压力和温度,确定可移动式或钎焊式。
为了避免板数过多,板间速度慢,换热系数低,对于较大的换热器,必须更加重视这一问题。
计算方法及公式(1)求热负荷QQ=G.ρ。
CP.Δt(2)计算冷热流体的进出口温度t2=t1+Q/G。
(3)冷热流体流动G=Q/ρ。
CP.(T2-t1)(4)计算平均温差ΔTMΔTM=(T1-T2)-(T2-T1)/in(T1-T2)/(T2-T1)或ΔTM=(T1-T2)+(T2-T1)/2(5)选择线路板类型如果选择了所有电路板类型,将分析结果。
(6)从K值的范围计算板数Nmin和nmax的范围Nmin=Q/Kmax.Δtm。
F P.βNmax=Q/Kmin。
Δtm。
F P.β根据不同厂家的产品性能曲线计算传热系数和压降。
性能曲线(标准相关性)通常来自产品性能测试。
对于缺乏性能试验的板形,也可以根据板形的特征几何尺寸,通过国际上的一些软件,利用参考尺寸法得到各判据之间的相关性。
扩展数据:原则:可拆卸板式换热器是由许多波纹薄板组成,这些波纹薄板以一定的间隔用垫片密封,并由框架和压紧螺钉重叠压缩。
板和垫片的四个角孔构成配液管和集液管。
同时,冷、热流体被合理分离,在每一块板两侧的流道中流动,并通过板进行热交换。
板式换热器的最佳设计计算是在已知温差比NTUE的条件下,合理确定其型号、工艺流程和换热面积,使ntup等于NTUE。
板式换热器广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、纺织、船舶、供热等行业。
可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、灭菌、余热回收等场合。
太阳能利用:参与太阳能集热器上乙二醇等防冻剂的热交换过程,达到利用太阳能的目的。
根据公式q = k·f·△TM,F = Q / K .ΔtmQ-热流(W)ΔTM-对数平均温差(℃)F-传热面积(m * m)板式或波纹式应根据换热场合的实际需要确定。
对于大流量,允许压降较小的情况,应选择阻力小的板型,否则应选择阻力大的板型。
根据流体压力和温度,确定可移动类型或钎焊类型的选择。
为了避免过多的板,板之间的低速度和低的热传递系数,对于较大的热交换器,必须更加注意这个问题。
计算方法和公式(1)求热负荷QQ = G.ρ.CP.Δt(2)求出冷热流体的进出口温度t2 = t1 + Q / G。
(3)冷热流体流量G = Q /ρ.CP。
(t2-t1)(4)计算平均温差ΔTMΔTM =(T1-T2)-(t2-t1)/ in(T1-T2)/(t2-t1)或ΔTM =(T1-T2)+(t2-t1)/ 2(5)选择板子类型如果选择了所有板类型,将对结果进行分析。
(6)从K值的范围计算板数Nmin,nmax的范围Nmin = Q / Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q / Kmin .Δtm .F P .β传热系数和压降的计算是根据不同制造商的产品性能曲线得出的。
性能曲线(标准相关性)通常来自产品性能测试。
对于缺乏性能测试的板形,还可以通过参考尺寸方法根据板形的特征几何尺寸,通过一些国际通用软件采用来获得准则相关性。
扩展数据:原理:可拆卸的板式换热器由许多波纹状的薄板组成,这些薄板由垫片以一定的间隔密封,并由框架和压缩螺钉重叠并压缩。
板和垫圈的四个角孔形成了流体的分配管和收集管。
同时,冷,热流体被合理地分离以在每个板的两侧的流动通道中流动,并且通过板进行热交换。
板式换热器的最佳设计和计算是在已知温差比NTUE的条件下合理确定其型号,工艺流量和传热面积,使ntup等于NTUE。
板式换热器已广泛应用于冶金,矿山,石油,化工,电力,医药,食品,化纤,造纸,轻纺,船舶,供热等部门。
板式换热器简易计算表1.换热面积计算:换热面积是板式换热器的重要参数,用于决定换热效果和换热器的尺寸。
其计算公式为:A = Q / (U × ΔTlm)其中,A为换热面积,单位为平方米;Q为热量传递率,单位为千瓦;U为整体传热系数,单位为千瓦/平方米·摄氏度;ΔTlm为对数平均温差,单位为摄氏度。
2.弹性计算:在实际操作中,常常需要进行弯曲或挤压板式换热器的弹性计算。
弹性计算可以通过以下步骤进行:(1)计算换热器的最大应力:σ=M×y/I其中,σ为最大应力,单位为帕斯卡;M为挤压力矩,单位为牛顿·米;y为换热器的远离中心轴的最大距离,单位为米;I为惯性矩,单位为米的四次方。
(2)计算挤压压力:P=σ×A其中,P为挤压压力,单位为牛顿;A为换热器截面的面积,单位为平方米。
(3)判断换热器的弹性:比较挤压压力和材料的临界弹性极限,若挤压压力小于临界弹性极限,则换热器满足弹性要求。
3.流体流量计算:在设计和运行板式换热器时,需要正确计算流体的流量。
流体流量的计算公式如下:m=ρ×v×A其中,m为流体的质量流量,单位为千克/秒;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米;v为流体的速度,单位为米/秒;A为流体的横截面积,单位为平方米。
4.热传导计算:Q=k×A×ΔT/d其中,Q为热量,单位为千焦耳;k为热导率,单位为千焦耳/米·秒·摄氏度;A为传热面积,单位为平方米;ΔT为温差,单位为摄氏度;d为传热距离,单位为米。
以上是板式换热器的简易计算表,供参考使用。
但是需要注意的是,实际应用中,还需要考虑更多的因素,例如流体的参数、换热器的材料、温度差等,以获得准确的计算结果。
因此,在实际工程中,建议结合具体条件进行更详细和准确的计算。
板换器的换热量是如何计算的?A=Q/K(Tr-△t)式中A为换热面积.Q为总换热量.K为导热系数,不同的材料导热系数不一样,相同的材料采用的介质不同其换热系数也不同,相同的材料如采用换热器的结构形式不同其K值选取也不同.由于题中未说明工艺条件,K值无法选取.Tr为较热介质的平均温度.△t为次热介质的平均温度.换热器的选型和计算板换的选型时一般有以下几个参数:1、功率,就是多少KW。
2、一次侧的进出口温度。
3、二次侧的进出口温度。
这五个参数有了以后就可以进行选型了。
另外有的厂家可能要一次侧和二次侧的流量,其实只要知道一次侧和二次侧的温度了就能算出流量来。
具体的应该参照GB151中的内容进行结构选型,并依据《化工原理》中有关传热学的公式进行计算。
实用空调供热设计,陆耀庆版,有详细选型过程,希望能帮到摘抄的一段,希望对楼主有帮助(手打公式,所以不太标准)板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程,目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU 法。
在计算机没有普及的时候,各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。
目前,越来越多的厂家采用计算机计算,这样,板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。
以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法,该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。
以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的:总传热量(单位:kW).一次侧、二次侧的进出口温度一次侧、二次侧的允许压力降最高工作温度最大工作压力如果已知传热介质的流量,比热容以及进出口的温度差,总传热量即可计算得出。
温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系,在换热器保温良好,无热损失的情况下,对于稳态传热过程,其热流量衡算关系为:(热流体放出的热流量)=(冷流体吸收的热流量)在进行热衡算时,对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
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ΔtmΔtm=(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 / Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q / Kmin .Δtm .F P .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.Re a2.Pr a3(10)求a ,K传热面积Fa = Nu .λ/ deK =1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F = 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)。
(13)求压降Δp Eu = a 4.Re a5Δp = Eu .ρ.W 2.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T 1-t 2=T 2-t 1时采用Δtm = (T 1-t2)+(T2-t1)/23.修正系数β一般~。
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。
流体名称符号加热水符号被加热水进口温度(℃)t1′25 t2′16项目(单位)符号出口温度(℃)t1〞20 t2〞20定性温度(℃)t1压强降(kpa)≤△P1100 △P2100密度(kg/m3)ρ1流量(kg/h)q125q231.31728定压比热容 kJ/(kg•℃)c p1导热系数W/(m•℃)λ1 3.传热量Qo流体运动粘度m2/sν1公式Pa﹒sμ1数值KW普兰特数Pr14.另一水量q2公式数值kg/h说明:加热水流程M11加热水流速V1′0.6m/s被加热水流程M21被加热水流速V2′0.3m/s板片型号板片宽度w260mm板片平均间隙b 3.1mm板片当量直径d e de=2b6.2mm单片换热面积A00.1㎡单通道流通截面积As8.06E-04㎡2.绿色底色部分表示由计算机执3.黄色底色部分表示为数值1.红色底色部分表示需要人工输Qo=q1﹒cp1﹒(t1〞-t1′)/36000.14551.流体温度、压降和流量加热水q2=3600*Q1/cp2*(t2〞-t2′)31.317284695.流程、流速选定7.换热器初选及其型号参数公式n2=A s2′/As 数值取值n1=n29.实际流速加热水V 1公式V1=q1/(3600*n1*As*ρ1*M1)数值m/s 被加热水V 2公式V2=q2/(3600*n2*As*ρ2*M2)数值m/s 公式A 1=A 0*(M1*n1+M2*n 2-1)数值-0.1㎡0.030.3370.43210.换热面积A 10.0369加热侧R 10.000017被加热侧R 2########选用材料板片厚度δ0.5mm 板片导热系数λp 16.3板片导热热阻Rz公式数值公式数值W/(㎡•℃)K=(1/α1+R1+δ/λp+R2+1/α2)-114.总传热系数K3080.347784镍铬钢1Gr18Ni9W/(m•℃)Rz=δ/λp 0.000030713.板片导热热阻12.选取污垢系数公式ε=|A-A1|/ A数值9.28≤ 5.0不满足数值项目(单位)符号数值22.5定性温度(℃)t 218999密度(kg/m3)ρ2976.34.189定压比热容 kJ/(kg•℃)c p2 4.180.579导热系数W/(m•℃)λ20.6691.17E-06流体运动粘度m2/s ν2 4.21E-073.45E-04Pa﹒s μ2 6.56E-047普兰特数Pr 2 2.465算机执行公式计算,无需人工输入人工输入(查表或自行选定)被加热水2.流体物性参数。