表面式空气换热器热工计算的一种试算方法
热质交换原理试卷和题库
一、填空题（每题2分，共16分）1.按照工作原理的不同可以将热质交换设备分为_________、________、蓄热式和热管式。
2._ __与___两者的共同作用称为对流传质。
3.蓄热用固液相变材料的热性能要求为：合适的相变温度、较大的相变潜热以及合适的导热性能。
4.吸附空气中水蒸气的吸附剂称为干燥剂，干燥剂的吸湿和放湿的机理是____由干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压差造成，当前者较低时，干燥剂吸湿，反之放湿_______________。
5.吸附剂的再生方式有____加热再生方式______、_____减压再生方式_____、____使用清洗气体的再生方式____、___________。
6.湿工况下表冷器的析湿系数的定义：_，，其值的大小直接反映了__ _ ____。
7.蒸发冷却所特有的性质是_______ _ ________。
8.在冷却塔的热工计算中，一般要求冷却水出口温度 t2比当地气温条件下的湿球温度 ts高____3～5______℃。
二、分析简答题（每题6分，共36分）1.温度为30℃、水蒸气分压力为2kPa的湿空气吹过下面四种状态的水表面时，试用箭头表示传质和总传热的方向。
水温t50℃30℃18℃10℃传热方向气水气水气水气水传质方向气水气水气水气水2.如何理解动量、热量和质量传递现象的类比性？答：当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别会发生动量、热量和质量传递现象。
动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子传递，也可以是由漩涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。
对三类现象的分子传递和湍流传递分析可以得出这三种传递现象背后的机理是相同的，它们依从的规律也类似，都可以用共同的形式表示：传递速率＝扩散系数×传递推动力，清楚地表明了“三传”之间的类比性。
（4分）另外，从动量方程、热量方程和扩散方程及相对应的边界条件可以看出它们在形式上是完全类似的，也清楚地表明了“三传”之间的类比性。
空气冷却器热工性能校核计算(转)
空气冷却器热工性能校核计算(转)概述表面空气冷却器的计算方法，曾经是80年代我国空调设计的热门课题之一。
进入90年代后，该课题已很少有人问津，普遍认为课题已趋成熟；与之相对应的情况是：我国空调工业进入90年代后高速发展，国内空调系统末端生产企业一直为如何准确计算表面空气冷却器的换热性能而大伤脑筋，因为现有的计算方法，对表面空气冷却器进行计算时，冷量计算误差大于10%，甚至有的超过30%，部分状态点，还无法计算，为安全起见，生产企业不得不增大配置的表面空气冷却器的面积，结果，使生产成本提高，浪费了国家的有色金属材料和能源。
（一）国内外情况分析由于表面空气冷却器（以下简称表冷器）是空调机组的核心部件，表冷器的性能直接影响到空调机组的性能。
因此，国内外对表冷器的热工计算方法十分重视，先后提出的计算方法已不下几十种之多，这些方法各具特色。
国内从70年代末期，开始进行表冷器热工计算方法研究，提出了热交换效率法（也称干球温度效率法），湿球温度效率法，干球温度-析湿系数法，图解法，焓效率法，线性方程组求解法，当量温差法，传热单元数法等。
目前国内外空调设计手册和教科书中所采用的表冷器计算方法有两类：设计型和校核型，对不同的方法计算结果分析表明，已有的计算方法不能达到当对表面空气冷却器进行实验时，计算的冷量与实测的冷量结果误差小于5%。
（二）问题的提出从上面介绍可以看出，用目前国内外空调设计手册和教科书中采用的几种主要的表冷器热工计算方法进行计算时各有利弊，虽然依据表冷器试验结果进行的分析表明，热交换效率法是目前阶段较理想的一种计算方法，但该方法在进行冷量校核计算时，依然不能较全面和准确计算表冷器的冷量。
如干工况无法计算，部分湿工况误差较大。
在现阶段，由于表冷器的数值计算方法尚未达到实用化的阶段，表冷器的热工校核计算方法仍然需要建立在准确的试验数据的一致性，另外，由于计算工具的进步，为准确计算起见，已没有必要为了避免试算，而采取这样或那样的近似措施。
特殊工况条件下表冷器的热工计算分析
ω
=
fw
W ×103
…………………………（2）
（2）表冷器可达到的通用热交换效率 E '
由于表冷器的通用热交换效率 E ' 只与迎面
风速，盘管排数有关，根据表冷器性能表可查得
E'。 （3）假定 t2 确定空气终状态
先假定 t2 ，根据式（3）得到 ts2 ，这样就得到
2 表冷器效率法计算
（1）表冷器迎面风速及水流量
图八
分析：从图七，八可以看出，当盘管排数增 加时，表冷器的制冷量和除湿量明显增加，出口水 温，出口风温明显下降。这说明增加盘管排数可以 使表冷器换热变得充分，当水温较高不能满足设计 除湿要求时，可考虑增加盘管排数。
4、工程实例
由于手术室空调设计的特殊性，如简单的使用 样本以风量或冷量来选择空调箱的表冷器将造成 很大的偏差。因此在湖南长沙湘雅医院的手术室计 算中，我们利用效率计算法进行了计算选择表冷 器。这里以一个千级手术室为例。
5 总结
表冷器的热工性能受到风量，水量，进水温度， 盘管排数等因素的影响，但是其影响程度各不相 同。在特殊工况设计中，建议进行详细的计算，避 免设计的偏差。
根据计算本文对特殊工况表冷器选择，提出以 下建议以供参考：
(1) 在进行大风量空调设计时，应注意表冷器 除湿能力是否达到设计要求，因为当风量较大时， 满足了制冷量要求未必能满足除湿要求。
(Tongji University 200092) 【Abstract】 The paper analyses the heat exchange capabilities of surface liquid cooler by efficiency method at different air velocity, water flow rate, conditions of inlet air, temperature of cooling water and quantity of coils. It takes practical project as a sample , which is applied in practice. 【Key words】 surface liquid cooler; efficiency method
换热器热力计算范文
换热器热力计算范文换热器是一种用来传递热量的设备，常用于工业领域。
换热器的热力计算是为了确定换热器的热负荷、传热系数等参数，从而满足工艺要求。
热力计算的第一步是确定换热器的热负荷，即需要传递的热量。
通常情况下，换热器的热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*Cp*ΔT其中，Q表示热负荷，m表示流体流过换热器的质量流量，Cp表示流体的比热容，ΔT表示流体在换热器中的温度差。
热力计算的第二步是确定传热系数，即流体在换热器中传热的效率。
传热系数可以通过以下公式计算：U=Q/(A*ΔTm)其中，U表示传热系数，A表示换热器的换热面积，ΔTm表示流体在换热器中的平均温差。
在实际应用中，为了简化计算，可以使用一些经验公式来估算传热系数。
例如，对于常见的壳管式换热器，可以使用Dittus-Boelter公式来计算传热系数：Nu=0.023*Re^0.8*Pr^0.3其中，Nu表示Nusselt数，Re表示雷诺数，Pr表示普朗特数。
雷诺数可以通过以下公式计算：Re=ρ*v*d/μ其中，ρ表示流体密度，v表示流体速度，d表示管径，μ表示流体的动力粘度。
普朗特数可以通过以下公式计算：Pr=μ*Cp/k其中，k表示流体的导热系数。
一旦确定了传热系数A=Q/(U*ΔTm)换热器的效率也是热力计算的重要参数。
换热器的效率可以通过以下公式计算：η=(Q-Qr)/Q其中，Qr表示换热器的换热损失。
换热损失可以通过以下公式估算：Qr=m*Cp*(T1-Tr)其中，T1表示流体进入换热器的温度，Tr表示换热器的环境温度。
在实际工程中，除了热力计算，还需要考虑换热器的材料选择、尺寸设计、流体流动方式等因素。
换热器的设计要符合工艺要求，并且保证安全可靠运行。
因此，在进行热力计算时，需要对实际情况进行充分的调研和分析，并结合工程经验进行合理的估算和设计。
总之，换热器的热力计算是为了确定换热器的热负荷、传热系数等参数，以满足工艺要求。
通过热力计算，可以保证换热器的高效运行，并提高工业过程的能源利用效率。
不同换热器的操作及传热系数的测定思考题
1. 引言换热器作为化工设备中常见的一种，其操作和传热系数的测定对于实际生产具有重要意义。
换热器的种类繁多，不同的操作方式和结构特点对于传热性能有着直接影响。
本文将针对不同换热器的操作以及传热系数的测定进行深入探讨，旨在帮助读者更全面地理解换热器的工作原理及其实际应用价值。
2. 不同换热器的操作2.1 管壳式换热器管壳式换热器是常见的一种换热设备，其操作方式较为灵活多样。
在实际应用中，可以根据不同的介质流动情况和传热需求，采用单相流、多相流或者混合流的操作方式。
管壳式换热器还可以通过改变进出口介质的温度和流速来实现不同的传热效果，从而满足工艺生产的需要。
2.2 板式换热器板式换热器的操作相对简单，通常采用平行流或逆流的方式进行传热。
其特点是传热效率高、占地面积小，适用于要求高效率换热的场合。
在实际操作中，可以通过控制板片的数量和间距来调节传热效果，以满足不同工艺条件下的换热需求。
2.3 螺旋板式换热器螺旋板式换热器是一种结构复杂、传热效果良好的换热设备。
其操作方式多样，可以根据具体的介质性质和工艺要求来选择不同的传热方案。
螺旋板式换热器还可以通过调节螺旋板的角度和间距来改变流体的流动路径，从而实现更高效的传热效果。
3. 传热系数的测定3.1 热工学方法传热系数是反映换热器传热性能的重要参数，其测定方法多种多样。
其中，热工学方法是比较常用的一种，通过测量流体的温度、压力和流速等参数，结合换热器的结构特点和换热介质的性质，可以较为准确地计算出传热系数的数值。
3.2 实验方法除了热工学方法外，实验方法也是传热系数测定常用的手段之一。
在实际操作中，可以利用换热器试验台或者实验室设备，通过控制流体的温度、压力和流速等参数，结合换热器的结构特点和试验介质的性质，进行传热系数的实际测定。
4. 个人观点和理解通过对不同换热器的操作和传热系数测定方法的探讨，我对换热器的工作原理和实际应用有了更深入的理解。
在实际生产中，根据工艺条件和介质特性选择合适的换热器操作方式和传热系数测定方法，可以更好地发挥换热器的效果，提高生产效率和产品质量。
热质交换原理与设备课程第五章3表面式冷却器的热工计算
1.3 7 88. 3 13 3 .1 4 3. 08 11301.65
根据式(6-45)
根据NTUC 和rC r值W G 查p 图 c c 或1 .按3 6 .式 6 8 8 计. 3 4 4 算. 1 可3 1 . 0 得9 1 ε1 3 1=03 00 .70 4.4。2
⑦求水温 由公式（6-41）得冷水初温：
tw1=?
图 例5-1图
②确定表面冷却器的型号
假定一个Vy’，计算迎风面积Ay’，再根据Ay’选择 合适的冷却器型号及并联台数，并算出实际的Vy 值。
假定Vy’＝2.5m／s：
A
根 据 Ay’ ＝ 2.8m2 ， 查
附y 录VG5y-5，2.8选5.3用13.2JW23.80m-24
型表面冷却器一台，其Ay＝2.57m2，所以实际
式（6-38）、（6-39）和（6-40）。 校核计算中，在空气终参数未求出之前，尚不知 道过程的析湿系数ξ，在这种情况下采用试算法较 为方便，具体做法将通过下面例题说明。
[例5-2]
已知被处理的空气量为16000kg／h（4.44kg ／ s) ； 当 地 大 气 压 力 为 101325Pa ； 空 气 的 初 参 数 为 ： t1=25℃ 、 i1=59.1kJ ／ kg 、 ts1 ＝ 20.5℃；冷水量为W＝23500kg／h（6.53kg ／s)、冷水初温为tw1＝5℃。试求用JW20-4型 6排冷却器处理空气所能达到的终状态和水终温。
[解]
①计算需要的接触系数ε2，确定冷却器的排数；
根据
得
2
1 t2 t1
ts2 ts1
根据附录5-4可2 知1，在121 常5.61 用10.6的8V0 y范.9围4内7，JW型8
换热器计算步骤
第2章工艺计算2.1设计原始数据表2—1名称设计压力设计温度介质流量容器类别设计规范单位Mpa ℃/ Kg/h / /壳侧7.22 420/295 蒸汽、水III GB150 管侧28 310/330 水60000 GB1502.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。
（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍l（9）选取管长（10）计算管数NT（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等i（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。
若阻力超过允许值，则需调整设计。
第2章工艺计算2.3 确定物性数据2.3.1定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。
对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
其壳程混合气体的平均温度为：t=420295357.52+=℃（2-1）管程流体的定性温度：T=3103303202+=℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
2.3.2 物性参数管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】表2—2密度ρi-=709.7 ㎏/m3定压比热容cpi=5.495 kJ/㎏.K热导率λi=0.5507 W/m.℃粘度μi=85.49μPa.s普朗特数Pr=0.853壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】表2—3密度 ρo =28.8 ㎏/m 3定压比热容 c po =3.033 kJ/㎏.K 热导率 λo =0.0606 W/m.℃ 粘度 μo =22.45 μPa.s 普朗特数Pr=1.1222.4估算传热面积 2.4.1热流量根据公式（2-1）计算：p Q Wc t =∆ 【化原 4-31a 】 （2-2）将已知数据代入 （2-1）得：111p Q WC t =∆=60000×5.495×310 (330-310)/3600=1831666.67W式中： 1W ——工艺流体的流量，kg/h ；1p C ——工艺流体的定压比热容，kJ/㎏.K ；1t ∆——工艺流体的温差，℃；Q ——热流量，W 。
水平圆管外表面空气自然对流换热实验
水平圆管外表面空气自然对流换热实验精04 张为昭 2010010591一、 实验原理根据相似理论，空气沿水平管外表面自然对流时，一般可以得到以下指数 形式的准则关系式：(Pr)n Nu C Gr =（1） 式中，Nu ，努谢尔特准则数：/Nu hD λ=（2） Gr ，格拉晓夫准则数：32/Gr g tD v α=Δ（3） Pr ，普朗特准则数，是温度的函数。
C 和n 均为常数，我们的任务就是通过实验确定式中的这两个常数。
在准则式中，空气的导热系数λ,运动粘度v ，以及普朗特准则数Pr 可以根据实验管壁面温度tw 和环境空气温度tf 的平均值tm ，查阅有关手册内插得到。
空气的容积膨胀系数α取理想气体的膨胀系数，α=1/Tm 。
g 是重力加速度，D 是管子外径，△t 是远离管壁的空气温度差，△t=tw -tf ，tf 为空气温度，tw 为管外壁温。
本实验的关键是对流换热表面传热系数h 的确定。
由对流换热表面传热系数h 的定义：h =Qa /F △t （4）式中，Qa 为水平管外表面与周围空气之间的对流换热量，水平管的外表面积F ＝πDL ,L 为水平管的有效长度。
在气体中的对流换热，不可避免的会伴随有换热壁面与周围环境的辐射换热,因此,管的实际传出热量为对流换热和辐射换热量之和：4480()()10a r w f w f Q Q Q hF t t C F T T ε−=+=−+−×式中，ε为实验管外表面的黑度，黑体辐射系数240 5.67C W m K −−=g g 。
在这里,假定了环境温度即空气温度。
于是，水平管外表面对流换热表面传热系数就可以由下式确定:4480[/()10]/()w f w f h Q F C T T t t ε−=−−×− （5）由式（5）,对给定外径为D 和长度为L ,表面黑度为ε的水平实验管,只要测量管的实际传出热量Q 、管外壁温tw 、远离壁面约1米处空气的温度tf 、就可以确定水平管外表面对流换热表面传热系数h 。
换热器的计算举例
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=14.82V 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℃。
换热器测试计算
Qr ρr Vr
kg/h Mpa kg/m3 M /s M M2 M/s
3
实测 测 查 测
Wr tr1 tr2 Cpr qr Qcq Vc
测 KJ/Kg℃ w kg/h M /s M M/s 测 测 w w % ℃ m2 W/m2K ---W/m2K m2K/W W/m2K[qr-qc]/qc 对数平均温差 测 q/A×Δt duρ/μ duρ/μ 查表或计算μgCp/λ αL/λ δ/λ [1/αr+1/αc+R]^-1 阻力特性 查图
序号
名称
符号
单位
计算公式
1
2
3 4 5 6 7 8
热媒质量流量 出口蒸汽压力 热媒体密度 热媒体积流量 出口管内直径 管内面积 热媒介质流速 热媒介质进口温度 热媒介质出口温度 热媒定压比热容 热媒介质热流量 冷介质质量流量 冷介质体积流量 冷介质管内径 管内面积 冷介质介质流速 冷介质进口温度 冷介质出口温度 冷介质热流量 平均换热量 热平衡相对误差 平均传热温差 换热面积 总传热系数 雷诺数 雷诺数 普朗特数 普朗特数 努塞尔数 传热膜系数 金属热阻 计算总传热系数 欧拉数
3
测 查 VrρrCpr(tr1-tr2) 实测 测 测
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Wc tc1 tc2 qc q Δq Δt A K Reh ReC Pr Pr Nu α R K0 Eu
NTU ε
结果1 结果1
结果2 结果2
1000 0.7 902.4 0.000308 0.1 0.00785 0.039 164.96 40 2.03 70000 0.333 0.000333 0.1 0.00785 0.0424 15 60 76923 73461.5 9 55.73 0.4 558.42 2.93×10 5 3.935 0.984 4.31
热值交换原理第14讲空气冷却器的热工计算
• 某小区热水供应系统采用板式水－水加 热器加热上水。外网设计供回水温度为 95/70℃，热水供应系统的上水为20℃， 要求被加热到65℃供给用户，热水用户 的流量为20000kg/h。试选择一板式换热 器。
答案
二、空气冷却器的热工计算
1、处理空气时的热质交换特点
• 用途：对空气实现冷却或冷却减湿处理。 • 工况：
n f w
Ks
1
1
AVym
p
1 Bwn
A、B、m、p、n是常数，公式可见附录6－3。
三、空气冷却器的热工计算方法
• 1、内容： • 设计性计算和校核性计算 • 2、计算方法： • 效能－传热单元数法
• 无因次数写作：
效能1＝
t1 t1
t2 tw1
水当量比Cr
Gcp
Wc
传热单元数NTU Ks A
Gcp
接触系数 2
1
t2 t1
ts2 ts1
3、计算公式：
1＝
t1 t1
t2 tw1
1 exp NTU 1 Cr 1 Cr exp NTU 1 Cr
2
1
t2 t1
ts2 ts1
＝1－exp
• 到的ε1。（4）计算水初温（5）计算水终温（6）阻力
• 计算
tw1
t1
t1 t2
1
tw2
tw1
G(h1 h2 ) Wc
设计计算例题7－4
• 干工况－当表冷器表面温度大于空气的
露点温度，空气只被冷却，不凝结。
• 湿工况－当表冷器表面温度小于空气的
表冷器热工计算新方法水侧热交换效率法
０引言
较为广泛的关注）。）是空调 机组的核心部件，其热工计算是空调领域的经典问 题，目前广泛使用的最具代表性的计算方法有干球
温度效率法和湿球温度效率法，此外一些学者还提
干球温度效率法的缺陷
以目前广泛使用的干球温度效率法为例，在计 算时通过接触因数来确定空气处理终状态，但实际 上接触因数在推导和实际使用过程中并不是非常 严密，主要存在着以下三方面的问题与缺陷，这三 方面的问题在传统计算方法中也是具有代表性的。
易斯关系式Ｌ１Ｊ。
研究某湿
工况下空气处 理过程卜２（见 图１）。进风点 １的干球温度 为￡１，焓为矗１； 出风点２的干 球温度为￡ｚ，焓
图１空气处理过程
对于粗略计算，可以认为Ｌｅ≈ｌ，从而用空气 与表冷器湿表面的焓差来进行近似推导和计算；对 于高精度的热工计算，这样近似处理就会产生计算 误差。文献［１］通过算例说明了误差不能忽略。但
（１４）
可以看到Ｅｗ的计算式物理意义非常清晰，远 比空气侧接触因数的计算式简洁。在拟合传热系 数Ｋ。时，保证拟合精度之外还要兼顾其物理意 义，这样拟合式中的系数Ｂ才是可用的。Ｂ也可 以通过文献［５］推荐的Ｂｏｅｌｔｅｒ＿Ｄｉｔｔｕｓ公式近似计
算，即乜。一伽０‘８，Ｂ一９／ｒ，９为物性系数，可由下
式求得：
ｏｎ
ｓｕｃｈ
ａｓ
ｄｒＶ
ｂｕｌｂ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃＶ ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｔ ａｉｒ
ｓｏｎ忙ｄｅｆｅｃｔｓ
ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｗｅｔ ｂｕｌｂ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃＶ ｍｅｔｈｏｄ，ａｒｅ ｂａｓｅｄ
ｔｈｅ ｓｔｕｄＶ ｏｆ ｈｅａｔ ａｎｄ
ｄＱ一一Ｇｆ。Ｓ出
ｄＱ一一Ｖ％ｄ￡。
换热器热量及面积计算公式
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）。
表面式换热器处理空气3
1 δτ τ Ks = + + ξαwφ0 λ αn
−1
表冷器外表面的换热系数与空气的迎面风速或质量流速有关， 当以水为传热介质时，内表面换热系数与水的流速w有关，析 湿系数与被处理空气的(初)状态和管内水温有关，所以当表 面式换热器的结构型式一定时：
表面式换热器的特点
缺点 金属消耗量大， ⑴金属消耗量大，而且一般要消耗较多的 有色金属（如铜，铝） 有色金属（如铜， 处理过程仅有冷却除湿、 ⑵处理过程仅有冷却除湿、干式冷却或加 热过程， 热过程，加湿时需另设加湿器 无除尘、 ⑶无除尘、去味作用
表面式换热器的分类
空气加热器
利用热水或蒸汽器的计算
计算原则： 计算原则：Q需＝Q供
设计性计算步骤
假定υ ρ'求加热器有效截面f'→初选型号 假定υ 、ρ'求加热器有效截面f'→初选型号 规格定f 规格定f和υ 、ρ'→按经验公式计算K值→按 ρ'→按经验公式计算K Q供＝Q需计算所需加热面积F→确定其排 供＝Q需计算所需加热面积F→确定其排 数、台数→ 数、台数→检查其安全系数。
⑷氯化锂转轮除湿机
工作原理
吸湿转轮、传动机构、外壳、风机、再生 用加热器和控制器件等。吸湿转轮系有交 替放置的平的或压成波纹状的玻纤吸湿纸 卷绕而成，内部形成许多蜂窝状空气通道， 轮的3/4分隔为吸湿区，其余为再生区。 轮的3/4分隔为吸湿区，其余为再生区。 潮 湿空气在吸湿区接触粘附于滤纸上的LiCl等 湿空气在吸湿区接触粘附于滤纸上的LiCl等 吸湿剂晶体，水分被其吸收。 应用特点：吸湿能力强，处理风量大，可 应用特点： 连续工作，维护管理方便，应用十分广泛
换热器的传热计算解析
换热器的传热计算解析换热器是一种常用的传热设备，用于在两个流体之间转移热量。
它采用传导、对流和辐射传热方式，通过对热传导方程和对流换热方程的求解，可以得到换热器的传热计算解析。
第一步，确定传热区域和传热方式。
换热器的传热区域通常包括管内和管外两个区域，传热方式根据具体的条件可以分为对流传热、辐射传热和传导传热。
第二步，建立传热方程。
对于传热区域内的热传导，可以根据热传导方程进行计算。
对于对流传热，可以使用牛顿冷却定律或其他适用的换热关系进行计算。
对于辐射传热，可以使用斯蒂芬-玻尔兹曼定律进行计算。
第三步，边界条件的确定。
边界条件包括温度边界条件和流体流动边界条件。
温度边界条件可以根据实际情况进行确定，流体流动边界条件可以根据流体流动的特性进行确定。
第四步，求解传热方程。
对于热传导方程，可以使用数值求解方法（如有限差分法、有限元法等）进行计算。
对于对流传热和辐射传热，可以使用经验公式进行估算或者使用数值方法进行求解。
第五步，计算换热系数。
换热器的传热系数是一个重要的参数，它反映了换热器的传热性能。
传热系数可以通过实验测量或者基于经验公式进行估算。
第六步，进行传热计算解析。
根据所得到的传热方程和边界条件，可以进行传热计算解析。
根据实际需求，可以计算换热器的传热速率、传热效率、温度分布等参数，从而评估和优化换热器的设计。
在进行换热器的传热计算解析时，还需要考虑换热器的结构、材料的热物性、流体流动的特性等因素，以及适用的传热理论和模型。
此外，还需要进行传热计算解析的验证和优化，以确保计算结果的准确性和可靠性。
总之，换热器的传热计算解析是一个复杂的过程，需要根据具体情况确定传热方式、建立传热方程、确定边界条件、求解传热方程、计算传热系数等，从而得到相应的传热计算解析结果。
这些结果可以用于优化换热器的设计和评估换热器的传热性能。
建筑围护结构表面换热的计算方法综述
建筑围护结构表面换热的计算方法综述发表时间：2018-01-07T21:08:25.980Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：王佳星[导读] 摘要：围护结构表面换热过程的一个重要参数是围护结构换热系数，它被广泛应用于空调负荷计算和建筑能耗分析中。
内蒙古工业大学土木学院呼和浩特 010051 摘要：围护结构表面换热过程的一个重要参数是围护结构换热系数，它被广泛应用于空调负荷计算和建筑能耗分析中。
但是，由于围护结构表面换热过程受到风速、辐射、湿度、表面粗糙度等等诸多因素的影响，使得围护结构换热系数难以准确测量得到。
本文主要针对国内外围护结构表面换热系数的计算方法及研究现状进行了系统的总结，进而为准确的预测建筑物的负荷，计算分析建筑物节能提供有效的依据。
关键词：节能；围护结构换热系数；计算方法；能耗分析 0引言随着我国对绿色节能建筑的大力倡导和支持，建筑能耗占成国民经济总能耗的比例逐渐增大。
在建筑节能中，准确的计算围护结构负荷是建筑节能的重要部分，只有准确了解建筑维护结构对流换热系数才能准确的预测建筑物的负荷，进而为建筑物节能提供有效的依据。
1研究目的及意义空调系统能耗与舒适性的最优化是急需解决的问题，要达到两者之间的最优，需要恰当地选择围护结构及空调采暖设备。
这就要求准确分析建筑围护结构的热工特性并计算出相应建筑围护结构的传热量，判断出气流组织和室内热环境的基本趋势。
由于建筑外表面换热过程受到多种因素的影响，是一个动态复杂的过程[1]，在对建筑表面测量和推算表面换热系数难度也很大。
因此，本文将国内外对围护结构表面换热系数的测试方法和数值模拟方法进行总结，对计算建筑围护结构表面换热量及分析评估建筑能耗具有重要的理论指导和实践意义。
2 研究内容和方法 2.1 研究内容建筑墙体表面与周围空气的热交换主要包括两个部分：对流和辐射。
并且它是一个动态的过程，受到至少12个因素的影响[2]。
在墙体的结构特性（如粗糙度）和物理特性在短期内变化不大的情况下，风速和辐射是影响墙体表面换热系数的主要因素[3]。
空气换热器计算公式
空气换热器计算公式
空气换热器（AHU）计算公式是一种重要的室内热环境工程技术，用于控制室内热环境，
以保持空气的平衡湿度和温度和质量。
空气换热器计算公式是通过室内负荷和空调系统热
源提供的设计环境温度范围来计算空气换热器相关参数的公式。
空气换热器计算公式的算法思路包括：a）首先，根据空调系统的运行模式，判断室内需
求温度是否为冷却温度和加热温度，并计算出温度范围；b）其次，计算出室外机组容许
室内空气温度幅度，即Tc = (Tj-Ts)-(Tj+Ts)；c）第三，计算得出室内回风温度Tb，室外
机组回风温度Ta，通过将它们放入室外机组和室内机组空调计算公式中，计算得出以下
截面比率：$ _{A C, Box} / _{A C, Out} = _{V Box} / _{V Out}$；d）最后，根据截面比率计算
出空气的容量（Q），得到最终的热量交换系数、空气能动性参数和热劣
室内机组回风温度（Qb）。
空气换热器计算公式是室内环境控制技术领域中起着至关重要的作用，用于计算空气的容量、热量交换系数、空气能动性参数和热劣室内机组回风温度。
通过空气换热器计算公式，可以实现室内空气湿度平衡、温度调节和空气质量的控制，从而提高室内环境的舒适度和
室内温度的控制效果。
表面式空气换热器04.26
表冷器的使用
• 1.在充水前，应完成管路的冲洗工作，防止污物 1.在充水前，应完成管路的冲洗工作，防止污物 • • •
对表冷器的污染。并应检查所有连接件是否紧密； 2.充水时，完全打开上部阀门，使设备内的空气 2.充水时，完全打开上部阀门，使设备内的空气 可以完全排出，保证水能够充满设备； 3.充满后，通过水的循环，排掉污物，同时检查 3.充满后，通过水的循环，排掉污物，同时检查 系统的密封性能 ； 4.使用时表冷器内的水流速适宜调节到 4.使用时表冷器内的水流速适宜调节到 0.6~1.8m/s
表冷器维护
• 4.表冷器常年在潮湿情况下运行，其管道和 4.表冷器常年在潮湿情况下运行，其管道和
焊口处容易腐蚀，从而产生泄漏和跑水， 应定期对表冷器进行耐压试验，保证表冷 器安全运行； • 5.当表冷器结露后，冷凝水便落到接水盘中， 5.当表冷器结露后，冷凝水便落到接水盘中， 通过排水管流到下水管。由于空气的灰尘 慢慢吸附在水盘内，容易造成水管的堵塞， 因此有必要对接水盘进行定期清扫，防止 冷凝水从接水盘中意外溢出。
表冷器的计算可分为以下两类：
• 1.设计性计算（已知空气量、空气初终状态、 1.设计性计算（已知空气量、空气初终状态、
冷水量或水的初温，求得表冷器的型号、 台数管排数等） • 2.校核性计算（已知空气量、空气的初状态、 2.校核性计算（已知空气量、空气的初状态、 表冷器的型号、台数管排数、冷水初温、 冷水量，求得空气的终参数、冷水终温或 冷量）
1.表冷器基本结构 1.表冷器基本结构
表冷器结构：
侧板 进出水 集管 弯头
翅片 管板
翅片管
• 翅片管是表冷器中最主要的换热元件。翅
片材料主要为纯铜或纯铝，基管的材料为 铜。设计时根据换热量要求的不同以及使 用的工况来选择翅片的材质 。
换热器设计计算步骤
换热器设计计算步骤1. 管外自然对流换热2. 管外强制对流换热3. 管外凝结换热已知：管程油水混合物流量 G ( m 3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t 1’, 油水混合物出口温度 t 2” ℃。
1. 管外自然对流换热 1.1 壁面温度设定 首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，t w ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。
"w 11t ()2t t =+ 1.2 定性温度和物性参数计算 管程外为水，其定性温度为1()K -℃21()2w t t t =+管程外为油水混合物，定性温度为'2t ℃''"2111()2t t t =+根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值一般需要查出的为密度ρ (3/kg m ),导热系数λ(/())W m K ∙，运动粘度2(/)m s ，体积膨胀系数a 1()K -，普朗特数Pr 。
表1 油水物性参数表水t ρλvaPr10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.52 20 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.02 30 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.42 40 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.31 50 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.54 60 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.99 70997.70.6680.0000004150.0005832.5580 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.21 90 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95 100958.40.6830.0000002950.000751.75油t ρλva Pr10 898.8 0.1441 0.0005646591 20 892.7 0.1432 0.00028 0.000693335 30 886.6 0.1423 0.000153 1859 40 880.6 0.1414 9.07E-05 1121 50 874.6 0.1405 5.74E-05 723 60 868.8 0.1396 3.84E-05 493 70 863.1 0.1387 0.000027 354 80 857.4 0.1379 1.97E-05 263 90 851.8 0.137 1.49E-05 203 100846.20.13611.15E-051601.3 设计总传热量和实际换热量计算0m v Q Cq t Cq t ρ=∆=∆v v C q t C q t αρβρ=∆+∆油油水水C 为比热容/()j kg K ∙，v q 为总体积流量3/ms ，αβ分别为在油水混合物中油和水所占的百分比，t ∆油水混合物温差，m q 为总的质量流量/kg s 。