换热器换热面积选型计算方法精品课件

换热器热量及面积【2 】盘算
一、热量盘算 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分离表示冷流体和热流体,下标1和2分离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、面积盘算
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
△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.面积盘算
S=Q/(K. △tm)
三、管壳式换热器面积盘算
S=3.14ndL
个中,S为传热面积m2.n为牵制的管数.d为管径,m;L为管长,m.
四、留意事项
冷凝段：潜热（依据汽化热盘算）
冷却段：显热（依据比热容盘算。

换热器换热面积是如何计算以夹套式换热器换热面积计算，计算过程如下：1、加热器计算共9个参数1热流量、2传热系数与换热面积、3对数平均温差、4冷侧流体质量流量与比热容、5热侧流体质量流量与比热容、67热侧流体进出口温度、89冷侧流体进出口温度，需要知道其中5个就可以计算。

2、基本计算原理是热平衡。

假设你的水是常压，从20℃加热到100℃零界点就可以，无须汽化，温升控制1.3℃/min，需要时间=80℃÷1.3℃/min=62min，按1个小时处理，内胆水容积按1m3常压计算，即1小时要把1m3水从20℃加热到100℃。

热侧流体放热量×热效率（设计一般按100%考虑）=冷侧流体吸热量，从20℃加热到100℃，平均温度60℃，密度1000kg/m3，比热容4.2kJ/（kg.℃），则水的吸热量=1000kg/h*80℃*4.2kJ/（kg.℃）=336000kJ/h。

蒸汽假设为0.2MPa.g饱和水蒸气，温度133℃，焓值2726kJ/kg，冷凝水温度105℃，焓值440kJ/kg，需要蒸汽流量=336000kJ/h÷（2726-440）kJ/kg=147kg/h，可以取150kg/h。

现在有了换热量336000kJ/h，水进口温度20℃，水出口温度100℃，水流量1m3/h,蒸汽进口温度133℃，冷凝水出口温度105℃，蒸汽流量150kg/h。

5、蒸汽和水都从上面进，下面出，为顺流，对数平均温差= （（133-20）- （105-100））/ln(（133-20）/（105-100）)=34.6381℃304不锈钢材质，圆筒、水-水蒸气换热，总传热系数按2000W/（m2.℃）计算，换热面积=换热量÷对数平均温差÷传热系数= （336000kJ/h÷3600kJ/kW）÷（34.6381℃*2kW/（m2.℃））=1.35m2假设中这个热侧是水蒸气变为过冷水，存在相变和过冷，所以应该分段考虑，按上述流程原理，先计算冷凝段放热量及换热面积，再计算过冷段放热量及换热面积；若实际不过冷不必分段计算。

换热器的换热面积计算集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
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
三、
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=4.18kj2、
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
△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。

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
注：
1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h
1kcal=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
△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
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板式换热器选型计算的方法及公式(1)求热负荷 Q： Q=G．ρ．ＣP． tQ—换热量（取冷热流体换热量的均匀值），w;t—流体出入口温差，K。

(2) 求冷热流体出入口温度：t 2=t1+Q /G ．ρ．ＣP(3)冷热流体流量：Ｇ= Q / ．ρＣP ．(t2-t1 )(4)求均匀温度差 tmtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2或-t1)tm=(T１-t2)+(T2-t1)/2 (5)选择板型若全部的板型选择完，则进行结果剖析。

(6)由Ｋ值范围，计算板片数范围Ｎmin，ＮmaxＮmin = Q / Kmax ．tm．F P．βＮmax = Q / Kmin ．tm．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 a γγδ / λh+1/ c+ c+ c+ 0F= Q /K ．tm．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pEu = a4．Re a5p= Eu ．ρ．W2．ф(14)若 p＞允，做（８）；若 p≤Δ允，记录结果，做（８）。

注: 1．（1）、（2）、（3）依据已知条件的状况进行计算。

2．当 T1-t 2=T2-t 1时采纳tm = (T１-t2)+(T2-t1)/23．修正系数β一般～。

4．压降修正系数ф，单流程ф度 =1～，二流程、三流程ф=～，四流程ф=～。

5．a1、a2、a3、a4、a5为常系数。

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W Cp比热 KJ/kg℃ρ流体密度3tm均匀温差℃Kg/ mG体积流量3F传热面积2 m/s mK传统系数2W流速m/s W/ m℃T1、T2热介质出入口温度℃t 1、t 2热介质出入口温度℃m流程数n流道数α对流换热系数2f单通道截面积2 W/ m℃mν运动粘度2λ介质导热系数W/ m℃m/sp阻力损失Mpa Eu Eu =p / ρ. W2 无量纲Re雷诺数 Re = W ．de / ν无量纲de当量直径mNu Nu =de．α / γ无量纲Pr普朗特数λ板片导热系数W/ m℃t板厚m 0β修正系数h、c热、冷介质角标γ热介质污垢热阻2γ冷介质污垢热阻m℃/WP c。

板式换热器换热面积选型计算板式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于石油化工、化肥、冶金、医药、食品、造纸等行业中。

选用合适的换热面积对于保证换热器的正常工作和提高换热效果至关重要。

下面将详细介绍板式换热器换热面积的选型计算。

首先，我们需要明确一些基本概念和参数。

1.热传导方程热传导方程描述了热量传递的基本原理。

对于板式换热器而言，可以简化为以下形式：Q = U * A * ΔTlm其中，Q为换热器的换热量，U为整体换热系数，A为换热面积，ΔTlm为对数平均温差。

2.对数平均温差对数平均温差是计算换热器换热面积的重要参数。

对于共流、逆流和交叉流三种流体流向情况，计算公式如下：对于共流：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)对于逆流：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)对于交叉流：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ΔT3 = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 /ΔT2)3.整体换热系数整体换热系数U是指在一定流量、温度条件下，单位换热面积上的热量传递量与平均温差之比。

换热器的整体换热系数由传热面的材料、换热介质、流体流速等因素决定。

一般在选型计算中，根据具体工艺要求和经验值确定整体换热系数。

4.温差温差指的是进出口流体的温度差，能够直观地展示换热器的换热效果。

温差越大，热传导速率越快，换热效果越好。

在进行板式换热器换热面积选型计算时，可以按照以下步骤进行：1.确定换热介质及其物性参数首先，需要明确换热的介质是什么，包括名称、流量、进出口温度等参数。

然后，根据介质的物性参数如比热容、导热系数等，计算出介质的换热特性。

2.确定换热方式和流体流向根据具体工艺要求和换热效果需求，确定换热方式是共流、逆流还是交叉流。

根据实际工艺条件，确定流体的流向。

3.确定整体换热系数根据具体工艺要求和经验值，确定整体换热系数。

4.计算对数平均温差根据确定的换热方式和流体流向，利用对数平均温差计算公式，计算出对数平均温差ΔTlm。

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：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。

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
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
△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。

换热器热量及面积计算（一）
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
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
△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。

换热机组换热面积
换热面积的计算涉及到许多参数，包括传热介质的物性参数、传热系数、被传热介质的流量及物性参数、流体状态参数等。

具体来说，不同的换热设备有不同的计算方法。

1. 管壳式换热器：换热面积A可以通过公式A=Q/(U×ΔT)来计算，其中A为换热面积，Q为热量，U为传热系数，ΔT为传热介质的温度差。

2. 换热管式换热器：换热面积A可以通过公式A=(π×d×l×n)/(e×N)来计算，其中d为管子外径，l为管长，n为管数，e为管子壁厚度，N为管板孔数。

3. 板式换热器：换热面积A可以通过公式A=Q/(U×ΔT)来计算，其中Q为传热量，U为传热系数，ΔT为介质温差。

以上是几种常见的换热设备的换热面积计算方法，更多类型的换热设备的换热面积计算方法需要参照具体的专业资料和手册。

另外，在计算换热面积时，需要注意确定传热系数及被传热介质的物性参数、确定传热介质流量、采用比较简单的计算方法以及根据实际工艺数据进行检验和验证。