换热器计算公式与比热容概要

换热器计算公式与比热容

5 术语和定义

5.1 热侧

废气通道，又称气侧。

5.2 冷侧

冷却液通道，又称水侧。

5.3 气阻

气侧压力降，又称气侧压差。

5.4 水阻

水侧压力降，又称水侧压差。

5.5 换热面积A h

热侧总表面积，单位m2。

5.6 热侧通道面积S h

热侧总横截面积，单位m2。

5.7 放热量Q h

热侧空气放热量，指EGR冷却器稳定工作状态下，热侧空气所放出的热量，单位为kW。其计算公式如下：

Q h=G h×Cp h（t hi-t ho）/1000………………………………………………(5-1)式中：

G h——空气质量流量，kg/s；

Cp h——增压空气比热，kJ/kg℃；

t hi——热侧空气进口温度，℃；

t ho——热侧空气出口温度，℃。

5.8 吸热量Q w

冷侧冷却液吸热量，单位kW。其计算公式如下：

Q w=G w×Cp w×（t wo-t wi）/1000 ………………………………………(5-2) 式中：

G w——水质量流量，kg/s；

Cp w——水比热，kJ/kg℃；

t wi——冷却水进口温度，℃；

t wo——冷却水出口温度，℃。

5.9 热平衡误差δ

计算公式：

δ=[( Q h - Q w)÷Q h]×100 % …………………………………………(5-3a) 或

δ=[( Q w - Q h)÷Q w]×100% ………………………………………(5-3b)

式中：

δ——热平衡误差，%；

当热平衡误差δ大于±5%，试验参数应重新测量，直到δ不大于±5%。

5.10 散热能力Q

指在规定的工作条件下，空气通过EGR冷却器散发掉的理论散热量，单位为Kw(或W)，其计算公式如下：

Q＝K×A h×△t m ………………………………………………………(5-4) 式中：

K ——传热系数，kW/m 2℃；

△t m ——热侧空气对数平均温差，℃；

5.11传热系数k

表示EGR 冷却器单位散热面积在温差1℃时所传递的热量，单位为

kW/m 2℃。

5.12对数平均温差△t m ，单位℃

其计算公式如下：

△t m = wi

ho wi

hi wi ho wi hi t t t t t t t t -----ln )()( ……………………………………(5-5) 5.13进气温度t hi

指热侧空气进口温度，在EGR 冷却器进气口处测量，单位℃。

5.14出气温度t ho

指热侧空气出口温度，在EGR 冷却器出气口处测量，单位℃。

5.15进水温度t wi

指冷却水进口温度，在EGR 冷却器进水口处测量，单位℃。

5.16出水温度t wo

指冷却水出口温度，在EGR 冷却器出水口处测量，单位℃。

5.17 换热效率η

EGR 冷却器换热性能的一个指标，指进入EGR 冷却器的热气被冷却至接近冷却水进口温度的程度，其计算公式如下：

%⨯--=wi

hi ho hi t t t t η ……………………………………………(5-6) 5.18 进口温差△t i

EGR 冷却器进气温度与进水温度的差值,单位℃。公式如下： wi i h i t -t t =∆ …………………………………………………(5-7)

5.19 比放热量Q ′

进口温差1℃时对应的放热量。这是衡量EGR 冷却器换热性能的一个重要指标，其单位为kW/℃或W/℃。其计算公式如下：

Q ′＝ wi

hi h i h t t Q t Q -=∆ ……………………………………………(5-8) 5.20 热侧压力降△P h

表示热空气流经EGR 冷却器时所产生的静压降，又称气阻或气侧压差，单位kPa 。

5.21 水侧压力降△P w

表示冷却水流经EGR 冷却器时所产生的静压降，又称水阻或水侧压差，单位kPa 。

5.22 热侧空气质量流量G h

简称热气流量，单位kg/h 或kg/s 。

5.23 热侧空气流速V h

EGR 冷却器热气在冷却管内的平均流速，单位为m/s.其计算公式如下：

h

h h h S G V ρ⨯= ……………………………………………………(5-9) 式中：

h ρ——热气密度，单位kg/m 3

h ρ与热空气介质，并与压力与温度有关，一般按平均压力与平均温度。

干空气物性：

烟气物性：

饱和水的物性：