蒸发器计算说明
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(全版本)蒸发器的热量与面积计算方法1. 引言本文档旨在提供一种详细的计算方法,用于确定蒸发器的热量和所需的面积。
蒸发器是一种设备,用于在热力学过程中从流体中去除热量,从而实现冷却。
为了确保蒸发器的性能和效率,需要对其热量和面积进行精确计算。
本文将介绍如何根据流体的物性和操作条件进行这些计算。
2. 热量计算方法蒸发器的热量可以通过以下公式计算:\[ Q = U \cdot A \cdot \Delta T \cdot n \]其中:- \( Q \) 是热量(单位:千瓦或千焦耳)- \( U \) 是热传递系数(单位:瓦特/平方米·开尔文)- \( A \) 是蒸发器的传热面积(单位:平方米)- \( \Delta T \) 是流体在蒸发器进出口之间的温差(单位:开尔文)- \( n \) 是流体在蒸发器中的流量(单位:立方米/小时)2.1 热传递系数 \( U \) 的确定热传递系数 \( U \) 取决于流体的物性、流动状况和换热表面的特性。
通常,可以通过实验或文献查询获得 \( U \) 的值。
如果需要进行计算,可以使用努塞尔特数(Nusselt number,\( Nu \))来关联\( U \)、流体的普朗特数(Prandtl number,\( Pr \))和雷诺数(Reynolds number,\( Re \)):\[ Nu = \frac{U \cdot L}{h} \]其中:- \( L \) 是换热表面的特征长度(单位:米)- \( h \) 是对流传热系数(单位:瓦特/平方米·开尔文)通过对 \( Nu \)、\( Pr \) 和 \( Re \) 的关系图或公式查找相应的\( U \) 值。
2.2 传热面积 \( A \) 的计算传热面积 \( A \) 取决于蒸发器的几何形状和尺寸。
对于规则形状的蒸发器,可以直接测量其面积。
对于不规则形状的蒸发器,可以使用积分方法或计算机辅助设计(CAD)软件来计算。
(专业版)蒸发器热量及面积计算公式的专业解读1. 简介在制冷和空调系统中,蒸发器是关键组件之一,负责从空气中吸收热量以实现制冷效果。
本文档将详细解读蒸发器热量及面积计算公式,帮助读者更深入地理解蒸发器的工作原理和性能评估。
2. 热量计算公式蒸发器的热量吸收与以下因素有关:制冷剂的性质、蒸发器的尺寸、空气流量、环境温度等。
常用的热量计算公式如下:2.1. 制冷剂吸热量计算公式制冷剂在蒸发器中的吸热量主要取决于其物理性质,如比热容、蒸发温度等。
计算公式如下:\[ Q_{evap} = m \cdot c_{r} \cdot (T_{in} - T_{evap}) \]- \( Q_{evap} \):制冷剂在蒸发器中的吸热量(W)- \( m \):制冷剂的质量流量(kg/s)- \( c_{r} \):制冷剂的比热容(J/(kg·K))- \( T_{in} \):制冷剂的入口温度(K)- \( T_{evap} \):蒸发器的蒸发温度(K)2.2. 空气侧吸热量计算公式空气侧吸热量是指蒸发器从空气中吸收的热量。
计算公式如下:\[ Q_{air} = V \cdot c_{p} \cdot (T_{in} - T_{out}) \]- \( Q_{air} \):空气侧的吸热量(W)- \( V \):空气体积流量(m³/h)- \( c_{p} \):空气的比热容(J/(kg·K))- \( T_{in} \):空气的入口温度(℃)- \( T_{out} \):空气的出口温度(℃)3. 面积计算公式蒸发器的面积直接影响其制冷效果。
常用的面积计算公式如下:\[ A = \frac{Q_{evap}}{k \cdot U \cdot (T_{in} - T_{evap})} \]- \( A \):蒸发器的面积(m²)- \( Q_{evap} \):制冷剂在蒸发器中的吸热量(W)- \( k \):传热系数(W/(m²·K))- \( U \):制冷剂与空气之间的温差(K)4. 总结本文对蒸发器热量及面积计算公式进行了详细解读,希望能帮助读者更好地理解蒸发器的工作原理和性能评估。
蒸发器的设计计算蒸发器是一种用于蒸发液体的设备,广泛应用于化工、制药、食品等行业。
它通过提供适当的温度和压力条件,将液体转化为气体,并将其中的溶质分离出来。
蒸发器的设计计算是确保蒸发器能够有效地工作并达到预期性能的重要一环。
1.蒸发器的传热计算:蒸发过程是通过传热实现的,因此需要计算蒸发器的传热表面积和传热系数。
传热表面积的确定涉及到物料的传热需求以及蒸发器的设计参数,例如液体和气体的温度差,气体速度等。
传热系数的计算可以通过经验公式或者通过实验测定得到。
2.蒸发器的蒸汽消耗计算:蒸发过程需要提供适当的蒸汽量来提供传热热量,因此需要计算蒸汽的需求量。
蒸汽消耗的计算涉及到蒸发器的传热效率、物料的传热需求以及蒸汽的热量等因素。
3.蒸发器的液体供给计算:蒸发器是通过液体供给来进行蒸发的,因此需要计算液体的供给量。
液体供给的计算涉及到物料的蒸发速率、液体的流量以及液体的浓度等因素。
4.蒸发器的驱动力计算:蒸发器需要提供适当的驱动力来推动蒸发过程,因此需要计算驱动力的大小。
驱动力的计算涉及到物料的浓度差、压力差以及温度差等因素。
除了以上几个方面,蒸发器的设计还需要考虑到其他因素,例如材料的选择、操作条件的确定以及设备的尺寸等。
蒸发器的设计计算需要综合考虑这些因素,并根据实际情况进行优化。
总结起来,蒸发器的设计计算是一个复杂的过程,需要综合考虑传热、蒸汽消耗、液体供给以及驱动力等因素。
这些计算是确保蒸发器能够有效地工作并达到预期性能的关键。
通过合理的设计计算,可以提高蒸发器的效率,提高生产能力,降低能源消耗,并确保产品质量的稳定性。
蒸发器流体流量计算方法蒸发器流体流量计算方法是工业过程中非常关键的一环,尤其在化工、制冷和热能工程领域。
本文将详细介绍蒸发器流体流量的计算方法,以供相关领域的技术人员参考。
一、导语蒸发器流体流量的准确计算对于保障工艺流程的稳定运行、提高能源利用效率具有重要意义。
不同的蒸发器类型和流体特性,其流量计算方法也有所不同。
下面将分别介绍几种常见的蒸发器流体流量计算方法。
二、蒸发器流体流量计算方法1.伯努利方程法伯努利方程法适用于不可压缩流体的流量计算,其基本原理是能量守恒。
通过测量蒸发器进口和出口处的压力、速度和高度差,可以计算出流体流量。
计算公式:[ Q = frac{A_1 cdot sqrt{2 cdot (P_1 - P_2) /ho}}{1 - (A_1 / A_2)^2} ]其中,Q为流体流量,A1和A2分别为蒸发器进口和出口的截面积,P1和P2分别为进口和出口的压力,ρ为流体密度。
2.流量计法流量计法是利用流量计直接测量流体流量的方法,适用于各种类型的蒸发器。
根据流量计的类型,可分为机械式、电磁式、超声波式等。
3.热量平衡法热量平衡法适用于蒸汽加热的蒸发器,通过测量蒸发器进口和出口的温差,结合热容流量计算公式,可以求出流体流量。
计算公式:[ Q = frac{Q_{text{加热}}}{c cdot (T_2 - T_1)} ]其中,Q为流体流量,Q加热为加热器的加热功率,c为流体的比热容,T1和T2分别为进口和出口的温度。
4.比容法比容法适用于可压缩流体的流量计算,通过测量蒸发器进口和出口的比容,结合压缩因子和温度压力关系,可以计算出流体流量。
计算公式:[ Q = frac{A cdot sqrt{frac{P_1 cdot R cdot T_1}{ho_1}}}{sqrt{1 + frac{Z^2 cdot (P_2 - P_1)}{P_1 cdot T_1}}} ]其中,Q为流体流量,A为蒸发器截面积,R为气体常数,T1为进口温度,ρ1为进口密度,Z为压缩因子,P1和P2分别为进口和出口的压力。
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热力工程中常见的设备,用于蒸发和冷凝流体。
本文将介绍各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
一、蒸发器蒸发器是将液体转化为蒸汽的设备。
根据蒸发器的类型有多种不同的计算方法。
1.蒸发器内换热面积计算蒸发器的内换热面积可以通过以下公式计算:A=Q/(U×ΔTm)其中,A为内换热面积,Q为传热量,U为换热系数,ΔTm为平均温差。
2.各种蒸发器的计算常见蒸发器种类有多效蒸发器、喷雾式蒸发器、蒸镜式蒸发器等。
这些蒸发器的计算方法略有不同。
多效蒸发器的换热器内换热面积计算可以使用以下公式:A = Q / (Ud × ΔTmd)其中,A为内换热面积,Q为传热量,Ud为蒸气侧的换热系数,ΔTmd为蒸汽的平均温差。
喷雾式蒸发器的蒸发速率计算可以使用以下公式:W = (G × H) / (λ × (hlg - hgf))量蒸发潜热,hlg为蒸汽的焓值,hgf为液体的焓值。
蒸镜式蒸发器的换热面积和蒸发速率计算方法类似多效蒸发器。
二、冷凝器冷凝器是将蒸汽或气体转变为液体的设备。
根据冷凝器的类型有多种不同的计算方法。
1.冷凝器的内换热面积计算冷凝器的内换热面积可以通过以下公式计算:A=Q/(U×ΔTm)其中,A为内换热面积,Q为传热量,U为换热系数,ΔTm为平均温差。
2.各种冷凝器的计算常见冷凝器种类有冷却管束冷凝器、冷凝器冷凝管束冷凝器等。
这些冷凝器的计算方法略有不同。
冷却管束冷凝器的换热面积计算可以使用以下公式:A = Q / (Ud × ΔTmd)其中,A为内换热面积,Q为传热量,Ud为冷却侧的换热系数,ΔTmd为冷却水的平均温差。
冷凝器冷凝管束冷凝器的冷凝速率计算可以使用以下公式:W = (G × H) / (λ × (hgf - hfg))量冷凝潜热,hgf为蒸汽的焓值,hfg为液体的焓值。
以上就是各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
(完全版本)蒸发器热量和面积的计算法则1. 介绍本文档提供了一种用于计算蒸发器热量和面积的方法,该方法可以帮助用户根据具体需求设计蒸发器,以确保其高效、稳定地运行。
2. 热量计算法则2.1 基本原理蒸发器的热量主要由输入热量、损失热量和有效热量组成。
输入热量是指蒸发器从外界接收的热量,损失热量是指在热量传递过程中产生的热量损失,有效热量是指实际用于蒸发器工作的热量。
2.2 计算公式蒸发器的热量计算公式如下:\[ Q = Q_{\text{输入}} - Q_{\text{损失}} \]\[ Q_{\text{有效}} = Q_{\text{输入}} - Q_{\text{损失}} \]其中:- \( Q \) 表示蒸发器的热量(单位:千瓦时,kWh);- \( Q_{\text{输入}} \) 表示蒸发器的输入热量(单位:千瓦时,kWh);- \( Q_{\text{损失}} \) 表示蒸发器的损失热量(单位:千瓦时,kWh);- \( Q_{\text{有效}} \) 表示蒸发器的有效热量(单位:千瓦时,kWh)。
3. 面积计算法则3.1 基本原理蒸发器的面积主要由传热面积和辅助面积组成。
传热面积是指蒸发器中进行热量传递的面积,辅助面积是指用于支持蒸发器运行的面积。
3.2 计算公式蒸发器的面积计算公式如下:\[ A = A_{\text{传热}} + A_{\text{辅助}} \]其中:- \( A \) 表示蒸发器的总面积(单位:平方米,m²);- \( A_{\text{传热}} \) 表示蒸发器的传热面积(单位:平方米,m²);- \( A_{\text{辅助}} \) 表示蒸发器的辅助面积(单位:平方米,m²)。
4. 应用示例以下是一个简单的应用示例,用于计算一个特定蒸发器的热量和面积。
4.1 假设条件- 输入热量:1000 kWh;- 损失热量:200 kWh;- 传热面积:50 m²;- 辅助面积:10 m²。
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热交换器的一种特殊类型,广泛应用于许多工业领域。
蒸发器用于将液体蒸发成气体,而冷凝器则用于将气体冷凝成液体。
在本文中,将讨论各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
首先,我们将探讨蒸发器的计算方法。
蒸发器的设计有许多方面需要考虑,包括传热面积、传热系数、蒸发速率等。
1.传热面积计算:传热面积是蒸发器设计的重要参数,它取决于传递热量的需求。
通常,传热面积可以通过以下公式计算:A = Q/(U × ∆Tlm)其中,A表示传热面积,Q表示传热量,U表示传热系数,∆Tlm表示温度差的对数平均值。
传热系数和温度差的对数平均值需要根据具体的蒸发器设计和工作条件进行估算。
2. 传热系数计算:传热系数是蒸发器设计的另一个重要参数,它是传导、对流和辐射传热的综合结果。
传热系数可以通过经验公式或实验数据来估算。
一种广泛应用的经验公式是Dittus-Boelter公式:Nu=0.023×Re⁰⁸³⁴⁻⁵⁹!其中,Nu表示Nusselt数,Re表示雷诺数。
雷诺数可以通过液体和气体的运动速度、密度和粘度来计算。
3.蒸发速率计算:蒸发速率是蒸发器设计的关键参数之一,它取决于工作流体的性质和蒸发器的传热性能。
一种简单的估算方法是基于能量平衡:Q = m × h_fg其中,Q表示传热量,m表示蒸发液体的质量流量,h_fg表示蒸发潜热。
接下来,我们将探讨冷凝器的计算方法。
与蒸发器类似,冷凝器的设计也需要考虑传热面积、传热系数和冷凝速率等因素。
1.传热面积计算:传热面积与冷凝速率密切相关,可以通过以下公式计算:A = Q/(U × ∆Tlm)其中,A表示传热面积,Q表示传热量,U表示传热系数,∆Tlm表示温度差的对数平均值。
传热系数和温度差的对数平均值需要根据具体的冷凝器设计和工作条件进行估算。
2. 传热系数计算:传热系数可以通过经验公式或实验数据来估算。
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是蒸发冷凝循环系统的两个重要组成部分。
蒸发器用于将液体转化为蒸汽,冷凝器则将蒸汽重新转化为液体。
在工业生产或空调系统中,蒸发器和冷凝器的设计和计算十分重要,因为它们的效率和性能直接影响到系统的运行效果。
下面将对各种蒸发器和冷凝器的计算进行详细介绍。
一、蒸发器的计算蒸发器的主要作用是通过向环境中提供热量,将液体转变为蒸汽。
在计算蒸发器时,需要考虑以下参数:1.蒸发器的热负荷:即单位时间内从蒸发器中蒸发的液体的热量。
热负荷可以通过以下公式计算:热负荷=蒸发流量×蒸发潜热2.蒸发器的换热面积:蒸发器的换热面积决定了热量的传递效率。
一般而言,换热面积越大,热量传递效率越高。
换热面积的计算常采用多种方法,如LMTD法和效能法。
3. 蒸发器的传热系数:传热系数是指单位面积上的热量传递速率。
蒸发器的传热系数一般由蒸发器的材料和工况条件决定。
常见的计算方法有Nu数法和Kern法。
4.蒸发器的风速:蒸发器通过风速来增加传热效果。
风速的选择应根据具体的应用环境和蒸发器的性能来确定。
二、冷凝器的计算冷凝器的主要作用是将蒸汽重新冷凝为液体。
在计算冷凝器时,需要考虑以下参数:1.冷凝器的冷负荷:即单位时间内从冷凝器中冷凝的蒸汽的热量。
冷负荷可以通过以下公式计算:冷负荷=冷凝流量×冷凝潜热2.冷凝器的换热面积:冷凝器的换热面积决定了热量的传递效率。
一般而言,换热面积越大,热量传递效率越高。
换热面积的计算方法与蒸发器类似。
3. 冷凝器的传热系数:传热系数是指单位面积上的热量传递速率。
冷凝器的传热系数一般由冷凝器的材料和工况条件决定。
常见的计算方法也是采用Nu数法和Kern法。
4.冷凝器的冷却水流量和温差:冷凝器通过冷却水来吸收蒸汽的热量。
冷却水的流量和温差会影响冷凝器的性能和效率。
一般而言,冷却水的流量越大,温差越小,冷凝器的工作效果越好。
综上所述,不同类型的蒸发器和冷凝器在计算时,需要考虑的参数有所差异。
旋转蒸发器蒸发计算方式
旋转蒸发器是一种常用的热传递设备,用于液体蒸发。
蒸发计算是旋转蒸发器设计和操作的重要计算之一。
计算公式
旋转蒸发器的蒸发速率可以通过以下公式计算:
蒸发速率 = (冷却剂流量 ×冷却剂温度差) / (液体进料浓度 ×汽化热)
其中:
- 冷却剂是用来冷却旋转蒸发器的介质,通常是水或其他冷却剂。
- 冷却剂流量是冷却剂的流动速度,通常以单位时间内的体积计量。
- 冷却剂温度差是冷却剂进入和离开旋转蒸发器的温度差。
- 液体进料浓度是待蒸发液体的浓度,通常以质量百分比或体积百分比计量。
- 汽化热是液体蒸发过程中需要吸收的热量,通常根据液体的性质和蒸发温度确定。
蒸发计算示例
假设旋转蒸发器使用水作为冷却剂,冷却剂流量为10 L/min,冷却剂温度差为5 °C,液体进料浓度为20%,汽化热为2500 J/g。
蒸发速率 = (10 L/min × 5 °C) / (20% × 2500 J/g) = 0.1 L/min
根据以上参数,旋转蒸发器的蒸发速率为0.1 L/min。
注意事项
蒸发计算时需要确保参数的准确性和一致性。
液体性质、冷却剂的选择和温度、流量等参数都会对蒸发速率产生影响,因此需要进行适当的实验或参考可靠的数据。
另外,蒸发计算只是旋转蒸发器设计和操作的一部分,还需要
考虑其他因素如设备尺寸、操作条件、传热效率等。
在实际应用中,建议结合实际情况和经验进行综合分析和判断。
以上是关于旋转蒸发器蒸发计算方式的简要介绍,希望能对您
有所帮助。
(实战版)蒸发器热量及面积的实用计算公式在工程和制冷领域,准确计算蒸发器的热量和面积对于系统设计和效率至关重要。
本文档提供了一套实用的计算方法,旨在帮助工程师和相关专业人士在设计、优化和评估蒸发器系统时做出更加精准的决策。
1. 热量计算蒸发器的热量损失或吸收可以通过以下公式进行估算:\[ Q = U \cdot A \cdot (T_{in} - T_{out}) \]- \( Q \) - 热量(单位:千瓦或千焦)- \( U \) - 热传递系数(单位:W/(m²·K))- \( A \) - 热交换面积(单位:m²)- \( T_{in} \) - 进口温度(单位:摄氏度或开尔文)- \( T_{out} \) - 出口温度(单位:摄氏度或开尔文)a. 热传递系数 (U)热传递系数 \( U \) 取决于流体的性质、流速、管壁材料以及换热器的类型。
通常,它可以通过经验公式或者实验数据获得。
在缺乏准确数据的情况下,可以参考行业标准表格进行选取。
b. 热交换面积 (A)热交换面积 \( A \) 是指蒸发器内部可供热量传递的表面积。
这个值可以通过蒸发器的设计图纸或者制造商提供的规格来确定。
c. 进出口温度差温度差 \( (T_{in} - T_{out}) \) 是热量传递的关键驱动因素。
它受到流体性质、流速、换热器的设计以及操作条件的影响。
实际操作中,这个值可以通过测量或者模拟得到。
2. 面积计算在确定了热量需求后,可以通过以下公式计算所需的蒸发器面积:\[ A_{required} = \frac{Q_{required}}{U \cdot (T_{in} - T_{out})} \]- \( A_{required} \) - 所需蒸发器面积(单位:m²)- \( Q_{required} \) - 所需热量(单位:千瓦或千焦)- \( U \), \( T_{in} \), \( T_{out} \) - 含义同前a. 考虑其他因素实际工程中,还需要考虑其他因素,如翅片间距、翅片高度、管子直径、管子排列方式等,这些都可能影响实际的有效换热面积。
蒸发器计算说明蒸发器设计计算已知条件:工质为R22,制冷量kW 3,蒸发温度C t ?=70,进口空气的干球温度为C t a ?=211,湿球温度为C t b ?=5.151,相对湿度为34.56=φ%;出口空气的干球温度为C t a ?=132,湿球温度为C t b ?=1.112,相对湿度为80=φ%;当地大气压力Pa P b 101325=。
(1)蒸发器结构参数选择选用mm mm 7.010?φ紫铜管,翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片,肋片间距mm s f 5.2=,管排方式采用正三角排列,垂直于气流方向管间距mm s 251=,沿气流方向的管排数4=L n ,迎面风速取s m w f /3=。
(2)计算几何参数翅片为平直套片,考虑套片后的管外径为沿气流方向的管间距为沿气流方向套片的长度为设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+=每米管长翅片表面积:每米管长翅片间管子表面积:每米管长总外表面积:每米管长管内面积:每米管长的外表面积:肋化系数:每米管长平均直径的表面积:(3)计算空气侧的干表面传热系数①空气的物性空气的平均温度为空气在下C ?17的物性参数②最窄截面处空气流速③干表面传热系数干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算(4)确定空气在蒸发器内的变化过程根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。
在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2,并延长与饱和气线()0.1=?相交于点w ,该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ?===8,6.6,25。
在蒸发器中空气的平均比焓值由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=?=析湿系数(5)循环空气量的计算进口状态下干空气的比体积循环空气的体积流量(6)空气侧当量表面传热系数的计算对于正三角形排列的平直套片管束,翅片效率f η小型制冷装置设计指导式(4-13)计算,叉排时翅片可视为六角形,且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比4.24.1025d B ,1b m ===ρ且B A 肋折合高度为凝露工况下翅片效率为当量表面传热系数(7)管内R22蒸发时的表面传热系数R22在C t ?=70时的物性参数为:饱和液体密度33.1257m kg l =ρ饱和蒸气密度343.26m kg g =ρ液体粘度 s Pa l ??=-6102.202μ气体粘度 s Pa g ??=-610815.11μ汽化热kg kJ 56.1990=γ液体热导率 K m W l ??=-/102.133λ蒸气热导率 K m W g ??=-/1093.93λ液体普朗特数 62.2=rl P蒸气普朗特数 92.0=rg PR22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式(4-5)计算。
蒸发器热力计算范文
一、蒸发器热力计算原理
蒸发器是一种热交换设备,它允许在当蒸发液体被加热进入蒸发器时,其余部分的蒸发液体将流入另一容器,在这里蒸发器将蒸汽抽出,以及回
收到液体。
蒸发器的主要工作原理是,将热量从低温的一侧转移到高温的
一侧,从而使热力导致蒸发液体的变化。
蒸发器热力计算通过分子运动理
论来计算蒸发量和蒸汽气体的温升,这将取决于入口温度、出口温度、吸
热量和蒸汽的比体积。
二、蒸发器热力计算方法
1、量热器热力计算。
量热器热力计算的基本原理是:原始液体的流量、温度和比焓都是已知的,从而计算吸热量和蒸发量。
计算的公式为:Q=C*m*ΔT
其中,C为比热容,m为物质的流量,ΔT为原始温度和终温度的差值。
2、熵差热力计算。
熵差热力计算的基本原理是:利用熵差法来计算
蒸发量和吸热量,其中,熵的定义为:当物质进行任意变化时,需要输入
的所有热量都能够用来改变温度。
S=Q/T
其中,S为熵,Q为热量,T为温度。
3、熵回收热力计算。
熵回收热力计算的基本原理是:利用蒸发器的
发热量(Q1)、冷却器的吸热量(Q2)和熵变动量S的关系,来计算蒸发量。
(详尽版)蒸发器的热量和面积计算公式
1. 引言
本文档旨在提供关于蒸发器热量和面积计算的详细公式和方法。
蒸发器是一种常见的热交换设备,用于将液体转化为气体,通常用
于工业生产中的蒸发过程。
正确计算蒸发器所需的热量和面积对于
设备设计和操作至关重要。
2. 蒸发器热量计算公式
蒸发器的热量计算涉及液体的蒸发过程,其中涉及到以下参数:
- 初始液体温度(T1)
- 终止液体温度(T2)
- 需要蒸发的液体质量(m)
- 液体的蒸发潜热(L)
蒸发器的热量计算公式如下:
Q = m * L
其中,Q表示蒸发器所需的热量。
3. 蒸发器面积计算公式
蒸发器的面积计算涉及到传热过程,其中涉及到以下参数:
- 热传导率(k)
- 温度差(ΔT)
- 热阻(R)
蒸发器的面积计算公式如下:
A = ΔT / (k * R)
其中,A表示蒸发器的面积。
4. 其他考虑因素
蒸发器的热量和面积计算公式提供了基本的计算方法,但在实际应用中,还需要考虑其他因素,如流体流动情况、传热系数、壁面阻力等。
这些因素会对蒸发器的设计和性能产生影响,需要根据具体情况进行综合考虑和调整。
5. 结论
本文档介绍了蒸发器热量和面积计算的详细公式和方法。
在设计和操作蒸发器时,正确计算所需的热量和面积对于设备的正常运行和效率至关重要。
然而,在实际应用中,还需要综合考虑其他因素,以确保蒸发器的性能和稳定性。
以上所述仅为计算公式和基本方法,具体应用时请根据实际情况进行调整和验证。
蒸发器的选择计算一、蒸发器选择计算的方法蒸发器的选择计算首先选择蒸发器的形式,然后计算所需的传热面积、被冷却介质的流量和流动阻力。
对于冷却液体的蒸发器,其计算方法与水冷式冷凝器相同。
1、蒸发器型式的选择开式冷水系统采用冷水箱式蒸发器(如制冰)。
冷藏库中根据各类冷间的要求不同,采用冷却排管和冷风机。
1.蒸发器传热面积的计算 蒸发器传热面积F 的计算式为F =Fq Qt K Q 00=∆⋅(m 2) (6-1) 式中 Q 0——制冷装置的制冷量,即蒸发器的负荷。
它等于制冷量与制冷装置的冷量损失之和(kW );K ——蒸发器的传热系数(W /m 2·℃); t ∆——平均传热温差(℃);F q ——蒸发器的单位面积热负荷,即热流密度(W /m 2); 平均传热温差:t ∆=)()(ln ln 020121min max min max t t t t t t t t t t ---=∆∆∆-∆ (6-2)t 1——被冷却介质进入蒸发器的温度(℃); t 2——被冷却介质出蒸发器的温度(℃); t 0——蒸发温度(℃);蒸发器选型计算时,蒸发器的传热系数K 按经验选取,对排管有相应的计算公式。
对于冷却液体的蒸发器,蒸发温度一般比被冷却水的出口温度低3~5℃。
被冷却液体的进出口温差取5℃左右,这样,平均传热温差为5~6℃。
对于冷却空气的蒸发器,由于空气侧的放热系数很低而使传热系数很低,为了设备的初投资,选取较大的平均传热温差,一般蒸发温度比空气的出口温度低10℃左右,平均传热温差为15℃左右。
各种蒸发器的传热系数K 值等参数见表6-7。
3、 被冷却介质(水或空气)流量的计算与冷凝器中冷却介质流量的计算方法相同,不再重复。
蒸发器的传热系数和单位面积热负荷 表6-7二、冷风机选型计算(一)根据冷间冷却设备负荷,按公式(6-1)计算所需冷风机的冷却面积; 注意△t 取冷间温度与制冷剂温度差。
传热系数K 见表6-8。
蒸发器冷凝器设计计算蒸发器和冷凝器是化工设备中常见的两种换热器,用于实现物料的蒸发和冷凝过程。
设计计算是设计这两种换热器的主要过程之一,本文将详细介绍蒸发器和冷凝器的设计计算。
一、蒸发器设计计算:蒸发器是将液体物料转化为蒸汽的设备,常见的蒸发器有单效蒸发器、多效蒸发器和蒸发浓缩塔等。
蒸发器的设计计算主要包括传热面积和换热系数的确定。
1.传热面积的确定:传热面积是蒸发器设计的重要参数,它直接影响到蒸发器的传热效果。
传热面积的确定需要根据物料的流量、物料的入口温度和出口温度以及蒸汽的温度等参数来进行计算。
常用的计算公式为:传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中,传热负荷是蒸发器在单位时间内传递的热量,可以根据物料的蒸发热进行计算;换热系数是蒸发器的换热性能,可以根据物料的性质和流体的动力参数来进行计算;温差是物料的入口温度和出口温度之差。
2.换热系数的确定:换热系数是蒸发器传热性能的重要指标,它直接影响到蒸发器的传热效果。
换热系数的确定需要考虑多种因素,如物料的热传导性、物料的流动状态、传热面的清洁程度等。
常用的换热系数计算方法有经验公式法、理论分析法和实验测定法等。
蒸发器的设计计算还需要考虑物料的性质、工艺要求和设备的结构等因素,以确保蒸发器的性能和可靠性。
二、冷凝器设计计算:冷凝器是将蒸气转化为液体的设备,常见的冷凝器有泡沫塞式冷凝器、表面冷凝器和混合冷凝器等。
冷凝器的设计计算主要包括传热面积、传热系数和冷却介质的流量等参数的确定。
1.传热面积的确定:传热面积是冷凝器设计的重要参数,它直接影响到冷凝器的传热效果。
传热面积的确定需要考虑蒸汽的流量、蒸汽的入口温度和出口温度以及冷却介质的温度等参数。
常用的计算公式为:传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中,传热负荷是冷凝器在单位时间内传递的热量,可以根据蒸汽的焓值进行计算;换热系数是冷凝器的换热性能,可以根据蒸汽和冷却介质的性质和流体的动力参数来进行计算;温差是蒸汽的入口温度和出口温度之差。
(详全版)蒸发器热量与面积的计算规则1. 引言本文档旨在详细阐述蒸发器热量与面积的计算规则,为设计、安装和运行蒸发器系统的相关人员提供参考。
本文档适用于各类蒸发器,包括工业用和商用蒸发器。
2. 热量计算2.1 热负荷计算蒸发器的热负荷是指在蒸发过程中,需要从物料中去除的热量。
热负荷的计算公式如下:\[ Q = m \cdot c \cdot (T_{in} - T_{out}) \]其中:- \( Q \) 表示热负荷,单位为千瓦(kW);- \( m \) 表示物料的质量,单位为千克(kg);- \( c \) 表示物料的比热容,单位为千克摄氏度(kg·℃);- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度,单位为摄氏度(℃);- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度,单位为摄氏度(℃)。
2.2 热量传递系数热量传递系数是指单位时间内通过单位面积的热量,与热负荷和换热面积之间的关系。
热量传递系数的计算公式如下:\[ U = \frac{Q}{A \cdot (T_{in} - T_{out})} \]其中:- \( U \) 表示热量传递系数,单位为瓦特每平方米(W/m²);- \( Q \) 表示热负荷,单位为瓦特(W);- \( A \) 表示换热面积,单位为平方米(m²);- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度,单位为摄氏度(℃);- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度,单位为摄氏度(℃)。
2.3 蒸发器热量计算蒸发器的热量计算需要考虑热负荷、热量传递系数和换热面积。
蒸发器的热量计算公式如下:\[ Q_{evap} = U \cdot A \cdot (T_{in} - T_{out}) \]其中:- \( Q_{evap} \) 表示蒸发器的热量,单位为千瓦(kW);- \( U \) 表示热量传递系数,单位为瓦特每平方米(W/m²);- \( A \) 表示换热面积,单位为平方米(m²);- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度,单位为摄氏度(℃);- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度,单位为摄氏度(℃)。
(新手版)蒸发器热量与面积计算公式的入门指南1. 引言在化工、食品、医药等行业中,蒸发器是一种常用的设备,用于将液体中的溶剂蒸发掉,从而得到浓缩的溶液。
蒸发器的热量与面积计算是设计和操作蒸发器的重要依据。
本文将为您介绍蒸发器热量与面积计算的基本原理和入门方法。
2. 蒸发器热量计算蒸发器的热量计算主要是根据蒸发过程中所需的热量来进行的。
蒸发所需的热量与溶液的性质、蒸发器的类型和操作条件等因素有关。
以下是蒸发器热量计算的基本步骤:2.1 确定溶液的性质在计算蒸发器热量之前,首先需要了解溶液的性质,包括溶液的成分、初始浓度、最终浓度、沸点等。
2.2 选择蒸发器类型根据溶液的性质和生产需求,选择合适的蒸发器类型,如单效蒸发器、多效蒸发器、真空蒸发器等。
2.3 计算蒸发所需的热量根据溶液的性质和蒸发器类型,计算蒸发所需的热量。
常用的计算公式有:\[ Q = \frac{m \cdot H}{e} \]其中,\( Q \)表示蒸发所需的热量(kW);\( m \)表示溶液的质量流量(kg/h);\( H \)表示溶液的焓变(kJ/kg);\( e \)表示蒸发器的蒸发效率。
3. 蒸发器面积计算蒸发器的面积计算是为了确定蒸发器的尺寸,以便满足生产需求。
蒸发器面积计算的基本步骤如下:3.1 确定蒸发器的生产能力根据生产需求,确定蒸发器的生产能力,如溶液的蒸发量(kg/h)。
3.2 选择蒸发器的型号和参数根据溶液的性质和生产需求,选择合适的蒸发器型号和参数,如蒸发器的有效面积、加热功率等。
3.3 计算蒸发器的面积根据蒸发器的型号和参数,计算蒸发器的面积。
常用的计算公式有:\[ A = \frac{Q}{P} \]其中,\( A \)表示蒸发器的面积(m²);\( Q \)表示蒸发所需的热量(kW);\( P \)表示蒸发器的加热功率(kW/m²)。
4. 总结本文为您介绍了蒸发器热量与面积计算的基本原理和入门方法。
蒸发器设计计算已知条件:工质为R22,制冷量kW 3,蒸发温度C t ︒=70,进口空气的干球温度为C t a ︒=211,湿球温度为C t b ︒=5.151,相对湿度为34.56=φ%;出口空气的干球温度为C t a ︒=132,湿球温度为C t b ︒=1.112,相对湿度为80=φ%;当地大气压力Pa P b 101325=。
(1)蒸发器结构参数选择选用mm mm 7.010⨯φ紫铜管,翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片,肋片间距mm s f 5.2=,管排方式采用正三角排列,垂直于气流方向管间距mm s 251=,沿气流方向的管排数4=L n ,迎面风速取s m w f /3=。
(2)计算几何参数翅片为平直套片,考虑套片后的管外径为mm d d f o b 4.102.02102=⨯+=+=δ沿气流方向的管间距为mm s s 65.21866.02530cos 12=⨯=︒=沿气流方向套片的长度为mm s L 6.8665.21442=⨯==设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+⨯=+= 每米管长翅片表面积:f b f s d s s a 100042221⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=π ()5.210004.10414.365.212522⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯= m m 23651.0=每米管长翅片间管子表面积:ff f b b s s d a )(δπ-=()5.210002.05.24.1014.3⨯-⨯⨯= m m 203.0=每米管长总外表面积:m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+=每米管长管内面积:m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=⨯-⨯==π每米管长的外表面积:m m d a b b 2003267.00104.014.3=⨯==π肋化系数:63.14027.03951.0===iof a a β每米管长平均直径的表面积:m m d a m m 202983.020086.00104.014.3=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯==π(3)计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性 空气的平均温度为C t t t a a f ︒=+=+=1721321221 空气在下C ︒17的物性参数3215.1m kg f =ρ()K kg kJ c pf ⋅=1005704.0=rf Ps m v f 61048.14-⨯=②最窄截面处空气流速()()()()s m s s s s w w f f f d fb 58.52.05.25.24.102525311max =--⨯=--=δ③干表面传热系数干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算15.04.00max 42618.00014.0--⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=bo of f a a v d w α15.04.0603267.03951.01048.140104.058.52168.00014.0---⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=00792.0=()()()km W P c w r pff ⋅=⨯⨯⨯==23232max 402.68704.0100558.5215.100792.0ραα(4)确定空气在蒸发器内的变化过程根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。
在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2,并延长与饱和气线()0.1=ϕ相交于点w ,该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ︒===8,6.6,25。
在蒸发器中空气的平均比焓值kg kJ n h h h h nh h h h ww w m /73.3625924.3125364.431924.31364.432512121=---+=---+=由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=︒= 析湿系数42.182.166.6846.2146.21=--+=--+=w m w m t t d d ξ(5)循环空气量的计算h kg h h Q q da m 06.944924.31364.4336003210,=-⨯=-=进口状态下干空气的比体积()ba P d T R v 1110016.01+=()()101325723.80016.012115.2734.287⨯++⨯=kg m 3846.0= 循环空气的体积流量h m v q q da m a v /67.798846.006.94431,,=⨯==(6)空气侧当量表面传热系数的计算⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=b f b f f j a a a a ηξαα0 对于正三角形排列的平直套片管束,翅片效率f η小型制冷装置设计指导式(4-13)计算,叉排时翅片可视为六角形,且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比4.24.1025d B ,1b m ===ρ且B A 3.027.1-='BAmρρ 3.014.227.1-⨯⨯= 55.2= 肋折合高度为()()()()mm d h b7.1055.2ln 35.01155.224.10ln 35.0112=⨯+-='+-'='ρρ mm ff 106.643102.023642.12.68220=-⨯⨯⨯⨯==δλξα凝露工况下翅片效率为()8683.0107.1006.64107.1006.64)(33=⨯⨯⨯⨯=''=--th h m h m th f η 当量表面传热系数⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=b f b f f j a a a a ηξαα0 ⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯=3951.003.0365.08683.02.6842.1)/(06.852K m W ⋅= (7)管内R22蒸发时的表面传热系数 R22在C t ︒=70时的物性参数为: 饱和液体密度 33.1257m kg l =ρ 饱和蒸气密度 343.26m kg g =ρ 液体粘度 s Pa l ⋅⨯=-6102.202μ 气体粘度 s Pa g ⋅⨯=-610815.11μ 汽化热 kg kJ 56.1990=γ 液体热导率 K m W l ⋅⨯=-/102.133λ 蒸气热导率 K m W g ⋅⨯=-/1093.93λ 液体普朗特数 62.2=rl P 蒸气普朗特数 92.0=rg PR22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式(4-5)计算。
计算查的R22进入蒸发器时的干度25.01=x ,出口干度0.12=x 。
则R22的总质量流量为()()h kg x x Q q m 16.7225.0156.1993600336001200=-⨯⨯=-⨯=γ作为迭代计算的初值,取27200m W q i =,R22在管内的质量流速()s m kg g i ⋅=2'160。
则总流通面积为24'1025.1360016016.723600m q q A i m -⨯=⨯=⨯=每根管子的有效流通截面积2522108.540086.014.34m d A i i -⨯=⨯==π蒸发器的分路数16.2108.51025.154=⨯⨯==--i A A Z结合分液器的实际产品现状,取分路数为 Z=2 每一分路中R22的质量流量为h kg Z q g m m 08.36216.72===每一分路中R22在管内的实际质量流速为()s m kg A g g i m i ⋅=⨯⨯=⨯=-258.172108.5360008.363600 于是40101.256.1998.1722.7-⨯=⨯==r g q B i i 09634.03.125743.26625.0625.0115.08.05.08.00=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=lg x x C ρρ()()224.00086.08.93.12578.1722222=⨯⨯==i l i rl gd g F ρ ()()08.2756102.2020086.0625.018.1721Re 6=⨯⨯-⨯=-=-l i l d x i g μ()()ilrl l l d P λα4.08.0Re 023.0=()()0086.00932.062.208.2756023.04.08.0⨯=11.207=()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=fl c c rl cl i F B C F C C 452030125αα()()()[]2.2101.22.667224.02509634.0136.111.2077.043.09.0⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=--()K m W ⋅=235.4050(8)传热温差的初步计算C t t t t t t a a a a m ︒=---=---=44.9713721ln 1321ln20121θ(9)传热系数的计算管内污垢热阻i r 可以忽略,接触热阻以及导热热阻之和取为()K m W r ⋅=200048.0()K m W r a a k jii of⋅=++⨯=++=2006.4906.8510048.0027.035.40503951.0111αα(10)核算假设的i q 值202.46844.96.49m W k q m o =⨯==θ268512.468027.03951.0m W q a a q o iof i =⨯==计算表明,假设的27200m W q i =初值与核算的值26851m W 较接近,故假设有效,可用。
(11)蒸发器结构尺寸的确定 蒸发器所需的表面传热面积20'417.072003000m q Q A i i ===20'0408.62.4683000m q Q A o ===蒸发器所需传热管总长m a A l of t21.163951.0408.6'0'===迎风面积 2,074.03600367.798m w q A fa v f =⨯==取蒸发器的宽度mm B 350=,高mm H 300=。
实际迎风面积为2105.03.035.0m A f =⨯=。
已选定垂直于气流方向的管间距为mm s 251=,故垂直于气流方向的每排管子数为122530011===s H n 深度方向为4排,共布置48根传热管,故传热管的实际总长为m l t 8.164835.0=⨯=传热管的实际内表面传热面积为2454.042.00086.014.34835.048m d A i i =⨯⨯⨯=⨯⨯=π09.1417.0454.0'==i i A A 04.121.168.16'==t t l l 下面计算蒸发器的实际外表面积 48根m 35.0长的管其翅片间管子表面积2505.00002.05.235035.00104.014.348m =⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯管子左右两边都要伸出一定距离,分别取为mm 10,mm 3;U 型管需要用弯头相接,取弯头半径为mm R 5.12=。