换热器设计计算范例
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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。
机房空调换热器设计计算
已知条件:
冷却媒介为纯水,冷却对象为湿空气。
换热器为套片式管翅式换热器,铜管选为内螺纹铜管,翅片选为平片开窗片。
设计换热能力Q=40kw ,管程水进口t 1=12℃,管程水出口t 2=17℃;
壳程进口空气t 3=23℃,湿度φ=50%,风量H=12000m 3/h=3.33m 3/s 。
换热形式为交叉换热。
箱体尺寸,长2000mm ,宽600mm ,深300mm 。
纯水的c=4.2×103J/(kg.K )
试计算换热面积、换热器形式等。
计算步骤:
管程换热温差为△t=t 2-t 1=5℃;
根据公式Q=mc △t 得m 水=)
12(t t c Q =1.9kg/s ; 查得
通过查得壳程进口比焓值h 1=45.476kj/kg 。
比容c=0.825m 3/kg
则壳程空气质量流量为m 空=C
H =3.3/0.825=4.04kg/s ; 根据公式Q=m (h1-h2)得h 2=h 1-空
m Q =45.476-40/4.04=45.476-9.9=35.576kj/kg 假定出口干球为t 2=19℃,则通过出口焓值查的出口状态参数如下:
出口相对湿度47.1%,干球19℃
则对数平均换热温差△t /=。
换热器的计算举例换热器的计算举例条件:1.空气量4100m3/h2.空气预热温度t空=300 0C (冷空气为20 0C)3.烟气量V''烟=6500m3/h (烟气温度为7000C)4.烟气成分(体积%)CO2 H2o O2N219.4 7.5 2.1 71.05.换热器的型式及材质型式:直管形平滑钢管换热器材质:换热管采用Ф 60*3.5毫米无缝钢管材质16Mn钢最高使用温度小于4500C计算举例:一. 主要热之参数的确定1.入换热器空气的温度t'空=200C出换热器空气的温度t''空=3000C2.入换热器空气量取换热器本身的漏损及管道漏损 3%则V真实=1.03 V'空=1.03×4100=4223m/h或 V空=1.03V'空/3600=4223/3600=1.17m/s3.入换热器烟气的温度考虑16Mn铜的最高温度不大于450℃。
初步确定入换热器的烟气温度t′烟=550℃,稀释导数确定如下:烟气700℃的比热为:C烟(700)=0.01(0.501×19.4+0.392×7.5+0.342×2.1+0.325×71)=0.365KJ/m3℃烟气在550℃的比热为:C烟(500)=0.01(0.484×19.4+0.383×7.5+0.337×2.1+0.321×71)=0.358 KJ/m3℃20℃空气的比热为0.311 KJ/m3℃则φ=(i1-i2)/(i2-i0)=(0.365×700-0.385×550)/(0.358×550-0.311×20)=0.3094.入换热器的烟气量V烟=(1+φ)V′烟=(1+0.309)×6500=8508.5m3/h或V烟=8508.5/3600=2.36m3/s5.烟气成分(%)V CO2= V′CO2(V′烟/V烟)=19.4×6500/8508.5=14.82 V H20=V′H2O(V′烟/V烟)=7.5×6500/8508.5=5.73V O2=(V′O2+21φ)V′烟/V烟=(2.1+21×0.309)×6500/8508.5=6.56V N2=(V′N2+79φ)V′烟/V烟=(71+79×0.309)×6500/8508.5=72.89Σ=1006.计算换热气的烟气温度取换热气绝热效率η换=0.90.先假定烟气出口温度为400℃。
换热器计算公式范文换热器计算公式指的是用于计算换热器传热性能的各种参数和关系的数学方程。
换热器是工程领域常用的一种设备,用于将热量从一个介质传递到另一个介质。
换热器的性能与换热器的设计参数密切相关,因此计算公式对于换热器的设计和运行至关重要。
以下是一些常用的换热器计算公式:1.整体换热系数(U值)的计算公式:U=1/[(1/h₁)+δi+(1/h₂)]其中,U为整体换热系数,h₁为热源侧传热系数,h₂为冷凝侧传热系数,δi为传热面各种传热介质之间的传热阻力。
2.热量传递率(Q)的计算公式:Q = U × A × δTlm其中,Q为换热器的热量传递率,U为整体换热系数,A为传热面积,δTlm为对数平均温差。
3. 对数平均温差(δTlm)的计算公式:δTlm = [(δT₁ - δT₂) / ln(δT₁ / δT₂)]其中,δT₁为热源侧入口温度与冷凝侧出口温度的温差,δT₂为热源侧出口温度与冷凝侧入口温度的温差。
4.传热面积(A)的计算公式:A = Q / (U × δTlm)其中,A为传热面积,Q为热量传递率,U为整体换热系数,δTlm为对数平均温差。
5.热源侧传热系数(h₁)的计算公式:h₁=(k₁×ΔT₁)/δ₁其中,h₁为热源侧传热系数,k₁为热源侧传热介质的导热系数,ΔT₁为热源侧的温差,δ₁为热源侧的传热厚度。
6.冷凝侧传热系数(h₂)的计算公式:h₂=(k₂×ΔT₂)/δ₂其中,h₂为冷凝侧传热系数,k₂为冷凝侧传热介质的导热系数,ΔT₂为冷凝侧的温差,δ₂为冷凝侧的传热厚度。
7.温差比(R)的计算公式:R=δT₁/δT₂其中,R为温差比,δT₁为热源侧入口温度与冷凝侧出口温度的温差,δT₂为热源侧出口温度与冷凝侧入口温度的温差。
这些计算公式是根据传热原理和换热器的物理特性推导而来,通过这些公式可以计算出换热器的各种参数和性能,从而进行换热器的设计、选型和优化。
换热器热力设计方案计算
热力设计方案计算是确定换热器的尺寸和参数的重要步骤,这些参数
包括换热面积、换热系数、热传导方程等。
以下是一个换热器热力设计方
案计算的示例,详细说明了计算的步骤和方法。
首先,需要确定换热器所需的换热面积。
常用的计算方法是根据传热
方程来确定,传热方程为:
Q=U*A*ΔT
其中,Q是换热器的传热量,U是换热器的总传热系数,A是换热面积,ΔT是换热器的温度差。
通常情况下,需要根据实际工艺条件和热传
导方程来确定ΔT的值。
接下来,需要计算换热器的总传热系数U。
总传热系数是由换热器的
导热系数和对流传热系数组成的。
导热系数是指换热器材料的导热性能,
可以根据材料的热导率和厚度来计算。
对流传热系数是指流体在管内和管
外的传热性能,可以根据换热器的流体流速、壁面温度和换热器的材料来
计算。
在计算总传热系数U时,需要注意传热系数的单位。
通常情况下,传
热系数的单位是一次性热量的传递能力,单位为W/(m²·K)。
传热系数越大,传热效果越好,换热器的尺寸就越小。
在计算换热面积A时,需要考虑多个参数,包括介质流量、介质温度、介质性质和管束的布置方式等。
需要根据实际工艺条件和设计要求来确定。
最后,需要根据计算结果来确定换热器的尺寸和参数。
根据计算的结果,可以选择合适的换热器型号和规格,满足工艺生产的需求。
总之,换热器热力设计方案计算是一个复杂的工程项目,需要考虑众多的参数和条件。
通过准确计算和合理选择,可以设计出满足工艺要求和性能要求的换热器。
换热器的计算举例换热器是一种常见的热交换设备,用于在流体之间传递热量。
它在许多工业过程中发挥着重要的作用,例如化工、石油、食品加工、制药等。
以下是一个计算换热器的例子,以说明如何确定换热器的工作参数和尺寸。
假设我们需要设计一个换热器来将热水从80°C降低到60°C,并且需要将冷水从20°C加热到40°C。
我们已经知道热水的流量为1,000升/小时,冷水流量为800升/小时。
步骤1:确定热水和冷水的进出口温度差首先,我们需要确定热水和冷水的温度差。
在本例中,热水的进口温度为80°C,出口温度为60°C,所以温度差为20°C。
同样,冷水的温度差为20°C。
步骤2:计算热水和冷水的热量热水的热量可以通过以下公式计算:Q=m×c×ΔT其中,Q代表热量,m代表质量,c代表比热容,ΔT代表温度差。
在本例中,热水的质量可以通过以下公式计算:m=流量×密度已知热水的流量为1,000升/小时,那么质量可以通过将流量转换为千克/小时来计算:m=1,000千克/立方米×1立方米/1,000升×1,000升/小时=1千克/小时热水的密度可以通过查找热水的性质表来获取,假设为1千克/立方米。
热水的比热容可以通过查找热水的性质表或使用常见物质的比热容来估计,假设为4.18千焦尔/千克•摄氏度。
因此,热水的热量可以计算为:Q热水=1千克/小时×4.18千焦尔/千克•摄氏度×20°C=83.6千焦尔/小时同样地,可以使用相同的方法计算冷水的热量。
冷水的流量为800升/小时,质量为0.8千克/小时(假设冷水的密度为1千克/立方米),比热容为4.18千焦尔/千克•摄氏度。
因此,冷水的热量为:Q冷水=0.8千克/小时×4.18千焦尔/千克•摄氏度×20°C=66.88千焦尔/小时步骤3:计算换热器的传热面积传热面积是换热器设计中的关键参数,它决定了换热器的尺寸。
换热器的设计型计算Q=q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)Q=KA ∆t m 2211221A A A 1αλδα++=m A K(无相变传热过程,Re>104,Pr>0.7, bd PrRe .,.80210230λαα=()()12211221t T t T t T tT t m -----=∆ln 1、 设计型计算的命题给定生产任务:q m1,T 1→T 2(or q m2,t 1→t 2)选择工艺条件:t 1,t 2计算目的:换热器传热面积A 及其它有关尺寸(管子规格,根数);qm2特点:结果的非唯一性。
2、 计算公式: 质量衡算:p V N nu d q ⋅⋅=24π热量衡算:Q=q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)传热速率式:Q=KA ∆t m3、 计算方法:1)计算换热器的热流量)(2111T T Cp q Q m -=2)作出适当的选择并计算平均推动力m t ∆),,,,(2121流向t t T T f t m =∆∴必须选择A 、流向(逆流.并流.复杂流动方式)B 、选择冷却介质出口温度3)计算冷热流体与管壁的对流体给热系数和总传热系数必须选择:A 、冷,热流体各走管内还是管外B 、选择适当的流速C 、选择适当的污垢热阻4)由传热基本方程m t KA Q ∆=计算传热面积关键是:条件参数的选择!4、 条件参数的选择选择的原则:技术可行,经济合理1) t 1:决定于工艺需要,现实条件,经济性。
温度要求不很低,以水为冷却剂时,应以夏季水温为设计温度更安全。
2)t 2:技术:理论上t2可选范围经济性:q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)t 2越大,q m2消耗越少,↓1122p m p m C q C q⇒经常性操作费用少但∆t m ↓,同时q m2↓可能导致K ↓则mt K Q A ∆⋅=↑⇒设备投资费用大 ∴有经济优化问题。
换热器设计计算范文换热器是一种常见的热交换设备,广泛应用于各个工业领域。
它主要用于将热量从一个流体传递到另一个流体,通常是从高温流体到低温流体,以满足工业流程中的能量需求。
在进行换热器设计前,首先需要明确应用场景中的工艺参数,如流体的温度、压力、流量等。
同时,还需要了解流体之间的传热方式,包括对流传热、辐射传热和传导传热。
换热器的设计主要包括以下几个步骤:1.确定换热器的传热面积:通过传热面积的计算可以确定换热器的尺寸。
传热面积的计算可以根据传热功率和传热系数来进行,其中传热功率可以通过流体的温度差和流体的流量来计算,传热系数则与流体的性质有关。
2.确定流体的路径:根据流体之间的传热方式和热量转移的需求,选择合适的流体路径。
常见的有串、并、对流和混合等不同的路径。
3.选择合适的换热器类型:根据工艺参数的要求以及使用场景的特点,选择合适的换热器类型。
常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。
4.进行传热和阻力的计算:传热和阻力是换热器设计中的重要参数,它们的合理计算可以保证换热器的工作效率。
传热的计算可以通过流体的温度差、传热系数和传热面积来进行,阻力的计算可以通过流体的流速、管道的摩阻系数和管道的长度来进行。
5.进行换热器的选型和优化:根据以上的计算结果,选择合适的换热器型号,并进行进一步的优化。
优化的内容可以包括换热器的材料选择、传热面积的增加等。
需要注意的是,在进行换热器设计时,还需要考虑到一些特殊情况,如流体的腐蚀性、高温高压等,以确保换热器的安全可靠性。
总之,换热器设计计算是一个相对复杂的过程,需要考虑到流体参数、传热和阻力的计算等多个因素。
通过合理的设计计算,可以为工业生产提供高效、能耗低的热交换解决方案。
一、已知参数 板式换热器热力计算冷介质流量Gt/h 1825.328584 3对数温差传热系数Δ Tm ℃10.2 2传热面积 K W/m ℃1600Fm 2 911.54 换热面积( 10%的裕量) m 2 1002.7三、设计参数 单板有效换热面积 Fdm28.64 冷介质流程数N1 1 冷介质单道流通面积 A1 m 20.00264热介质流程数 N21 热介质单道流通面积 A2 m20.0156 板片数 n 116.05207 冷介质板间流速 V1 m/s #NAME? 热介质板间流速V2m/s #NAME? 冷介质进、出水口直径 、流速 mm 、m/s 350 #NAME? 热介质进、出水口直径 、流速mm 、m/s900#NAME?换热器参数浆液比热 3.457 kj/kg* ℃ 浆液密度 1180 kg/m 3 粘度0.0022pa*sm /h #NAME? 冷介质比热容kcal/kg ℃ #NAME? 冷介质密度kg/m 3#NAME?冷介质入口水温T 1 ℃ 32 冷介质出口水温T 2℃ 39.00 热介质密度 kg/m3 1180.0 热介质比热容热介质入口温度t 1 kcal/kg ℃℃#NAME?47 热介质出口温度t2℃ 44.7 热介质流量 Wt/h #NAME?m 3/h#NAME?二、传热计算换热量QKW 、kcal/h14860.0 12777300ΔT1=t1-T28.0 ΔT2=t2-T112.7浆液入口温度47.00 ℃浆液出口温度44.74 ℃浆液体积流量#NAME? m3/h 水侧入口温度32.00 ℃水侧出口温度39.00 ℃水侧体积流量#NAME? m3/h 水侧质量流量1825.3 t/h 换热器板片规格7200*1200*1.5 mm 换热器换热面积0 m2 浆液侧板间流速#NAME? m/s 水侧板间流速#NAME? m/s 浆液侧流道宽度24 mm 浆液侧阻力#NAME? m 水侧阻力#NAME? m 换热器净重0.0 kg 换热器荷重0.0 kg浆液参数确保所浆液比热 3.457 kj/kg* ℃3浆液密度1180 kg/m粘度0.0022 pa*s换热器参数板片宽度1200 厚度板片长度7200 1.5水实槽际深测际槽 3.2 浆液流道宽浆侧液实深12 24水测量槽 2.2 通道截面积比当槽量深液当浆侧深13 5.909090909夹紧尺寸0.0实际取整面积接口数量21PL0.6 WN1.0350 20.5400 27.5450 33.5500 40600 54.5 56 700 65 800 87 900 106 1000 123 1200 184 1400 252确保所有标红处参数准确无误!参数计算水侧板间入口处流速#NAME? m/s 板片水侧开口长度半剖管方案截面流速#NAME? m/s 700 椭圆短半轴高度120 mm半椭圆管方案截面流速浆液侧流体阻力#NAME?#NAME?m/sm水侧流体阻力#NAME? m滤总最终取值沿程阻力损失0.47147767#NAME? m浆液测阻力矩形通道尺寸a 流速#NAME? m/sb 运动粘度 1.8644E-06 m2/s 水力半径R动力粘度0.0022 pa*s密度1180.0 kg/m3 当量直径de 雷诺数Re #NAME? 流道长度当量糙粒高度K 4沿程阻力系数0.33404991#NAME?#NAME?最终取值0.33404991沿程阻力损失#NAME? m水测阻力矩形通道尺寸a 流速#NAME? m/s b运动粘度#NAME? m2/s 水力半径R动力粘度#NAME? pa*s密度#NAME? kg/m3 当量直径de 雷诺数Re #NAME? 流道长度当量糙粒高度K 4沿程阻力系数0.471477673 0滤网长度1500 2100总面积3150000#DIV/0! 个1.165 m0.024 m0.011757780.0470311197.2 m0.08 m0.0064 m 0.4 35.5 0.002962963 运动粘度#NAME? m2/s动力粘度#NAME? pa*s 0.005925926 密度#NAME? kg/m37.2 m 雷诺数#NAME?摩擦系数#NAME?压降#NAME? Mpa#NAME? m。
换热器设计计算范例
换热器是一种用于传递热量的设备,常用于工业生产中的加热、冷却
或蒸发等工艺过程中。
在设计换热器时,我们需要考虑的主要参数包括换
热面积、传热系数、温度差以及流体性质等。
下面就以一种换热器设计计算范例进行说明。
假设我们需要设计一个管壳式热交换器,用于加热水和空气的热交换。
设计要求如下:
1.加热水的进口温度:70℃
2.加热水的出口温度:90℃
3.空气的进口温度:25℃
4.空气的出口温度:50℃
5.加热水的流量:10m3/h
6.空气的流量:1000m3/h
首先,我们需要确定换热面积的大小。
根据传热计算的公式:
Q=U×A×ΔT
其中,Q为换热量,U为传热系数,A为换热面积,ΔT为温度差。
假设我们的换热器传热系数U为400W/(m2·℃),温度差ΔT为
(90-70)=20℃。
根据公式,换热量可以计算为:
Q=400×A×20
我们将换热量Q设置为加热水的传热量,可得:
Q1=400×A×20
为了方便计算,我们将流体的热容量乘以流量定义为A1(加热水)和A2(空气)。
可得:
Q1=A1×ΔT1
代入已知数值,可得:
Q1=10×4.186×(90-70)×1000
接下来,我们需根据另一组流体参数计算出Q2(空气)。
Q2=A2×ΔT2
代入已知数值,可得:
Q2=1.005×1000×(50-25)×1000
根据Q1、Q2和总换热量的平衡关系:
Q1+Q2=400×A×ΔT
可得:
10×4.186×(90-70)×1000+1.005×1000×(50-
25)×1000=400×A×20
解得:
A=0.523m2
根据已知的流量和管道尺寸,可计算出流速。
流速=流量/A
代入数值:
流速=10/0.523
流速=19.1m/s
接下来,我们要确定换热器的结构。
根据流速和材料选择,我们可以得到管壳式热交换器的尺寸。
选择合
适的管壳尺寸,通常需要考虑经济因素、易于清洁和维护等因素。
在选择合适的流路之后,还需要进行换热器的结构设计。
包括管道和
导流板等的布置。
最后,我们需要进行经济性评估。
首先,我们可根据换热片的类型和
材料选取合适的管子。
然后,根据选定的材料和规格,可以计算出换热器
的制造和运行成本。
总之,设计换热器需要考虑的参数包括传热系数、温度差、流体性质、流量以及材料选择等。
通过计算和结构设计,可以得出最佳的换热器尺寸
和结构。
同时,还需要进行经济性评估,以确保设计的可行性和经济性。