换热器设计计算步骤
换热器设计步骤
(1)计算定性温度，确定物理常数：管程t ，壳程T 。
密度ρ，比热c p ，粘度µ，导热系数λ，T 壳程 ， t 管程(2)计算对数平均温差，R=1221T T t t -- S=2111t t T t --，Q=W S C PS (T 1-T 2)= W I C Pi (t 2-t 1) 求出冷流体的流量W i (3)修正温差系数t m t t ε∆∆=∆假定总传热系数K, 列管式换热器中的总传热系数K 的经验值(4)下标ｉ、ｏ、ｍ分别表示管内、管外和平均计算所需传热面积，根据传热面积选管径，管长，管心距，确定管根数N t 。
管径和管内流速 选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=24i Vd u π按单程管计算，所需的传热管长度为 L=po sA d n π按单程管设计，传热管长l ，宜采用多管程结构。
根据设计实际情况，采用非标设计，则换热器的管程数为Np=Ll传热管总根数 Nt=Ns*Np(5)计算壳程直径D s ，算出后根据具体情况决定直径D s 。
(6)分别计算管程与壳程的传热系数1.管程传热系数每程管侧的流路面积为A t =πdi2NT/4ntpassG i =Wt/atRe= di GI/µi查壳程传热系数与折流板圆缺关系图查出JH ,计算出hIh i = JHGICPi(cpµ/λ)-2/3(µ/µw)-0.14忽略粘度矫正µ/µw=12.壳程传热系数A．计算理想的管排传热系数hcB.计算JcC.计算JlD.计算JbE.计算JsF.计算hh 0=hcJcJlJbJsJr计算总传热系数核算总传热系数(7)1.计算管程与壳程的压力降p T =pt+pr+pn+pce= Gi 2/2ρ(1.5/ntpass+4FlS/di*1/Φtr+KC+KE+K)ntpassKC =0.3 KE=0.2 K=4 Φtr黏度校正系数Ret﹥2100,为(µ/µw)-0.14；Ret ＜2100，为(µ/µw)0.25 f为摩擦系数Ret﹥2100,为16/Ret；Ret ＜2100，为0.04/Ret0.162.计算壳程压力降BELL法管束中错流部分压力降+折流板缺口窗中压力降+进出口压力降。
板式换热器换热量的计算
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。
换热器设计计算范例
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/h6.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。
换热器设计计算详细过程
换热器设计计算详细过程1.确定换热器的换热负荷和传热系数：首先需要明确换热器所在系统的换热负荷，即所需传热功率。
根据系统的温度差、流体性质、质量流量等参数计算得到传热系数，该系数反映了换热器在给定条件下的传热能力。
2.确定流体入口和出口温度：根据所需的出口温度和流体的性质，可以通过传热方程计算得到流体的入口温度。
同时，需要考虑流体的流速、流态（单相流还是多相流）等因素。
3.选择合适的换热器类型：根据系统的特点和要求，选择合适的换热器类型，如壳管换热器、板式换热器等。
考虑换热器的传热特性、结构特点、施工方便程度等因素。
4.确定换热面积：通过传热方程和传热系数计算得到的换热负荷，可以反推计算出所需的换热面积。
同时还需要考虑换热器的热效率和流体流阻。
5.计算流体质量流量：通过需求传热功率、流体入口和出口温度的关系，可以计算得到流体的质量流率。
同时还需考虑流体的压降和速度等因素。
6.选择换热介质：根据流体的物性参数和流态选择合适的换热介质，如水、蒸汽、油等。
7.根据系统运行条件确定换热器材料：根据流体的性质、温度、压力等参数确定合适的换热器材料，如碳钢、不锈钢、钛合金等。
8.进行换热器的压力损失计算：根据流体的粘度、比热容率、流速等参数计算压力损失，以确保流体能够在换热过程中正常流动。
9.进行换热器的结构设计：根据所选的换热器类型和尺寸，进行换热器结构的设计，包括换热管的布置、壳体的设计等。
10.确定换热器的运行参数：包括换热器的入口温度、出口温度、流量、压力等参数，以便在实际运行中调整和监控换热器的工况。
11.进行换热器的强度计算与选择：根据换热器的运行条件和使用要求，进行强度计算和选择合适的材料和结构，以确保换热器的安全可靠运行。
12.进行换热器的经济性评价：对所设计的换热器进行经济性分析，包括建造成本、维护成本、运行成本等，以确定设计是否经济合理。
换热器设计步骤
换热器设计步骤换热器是用于传递热量的设备，广泛应用于工业生产和供暖系统中。
对于换热器的精确设计，需要经过一系列步骤才能得到最佳的设计方案。
下面是换热器精确设计的详细步骤：第一步：确定设计目标在进行换热器设计之前，需要明确设计目标。
这包括了热负荷、温度变化、流体属性以及安装条件等要求。
设计目标的明确可以为后续的设计提供指导。
第二步：收集原始数据为了进行精确的换热器设计，需要收集与设计有关的各种原始数据。
这些数据包括冷却剂的流量、温度和压力，以及被冷却物体的热负荷、温度和压力等信息。
此外，还需要收集流体的物性参数，如导热系数、比热容等。
第三步：确定换热方式根据实际需求和应用场景，确定合适的换热方式。
常见的换热方式包括对流换热、辐射换热和传导换热。
根据不同的热负荷和流体特性，选择最适合的换热方式。
第四步：统计设计条件根据收集的原始数据和所确定的换热方式，对设计条件进行统计和归纳。
这包括了流体的质量和能量平衡方程，换热面积和换热系数、传热功率、流体速度、压降等参数的计算。
第五步：选择换热器类型根据设计条件，选择合适的换热器类型。
常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等。
选择合适的换热器类型可以满足设计要求，并保证换热器的经济性和可靠性。
第六步：进行换热器的初步设计根据所选择的换热器类型，进行初步的设计计算。
根据换热器的工作原理和结构特点，计算换热面积、流体通道的尺寸、流体速度和压降等参数。
这些计算可以通过数学模型、经验公式和实验数据等方法进行。
第七步：进行换热器的详细设计在初步设计的基础上，进行详细的设计计算和优化。
对换热器的结构参数进行精确调整和优化，满足热负荷的要求，并保证换热器的性能和可靠性。
这些计算包括了换热面积的计算、流体通道的设计、板/管束的选择、传热面积的计算和流体速度和压降的计算等。
第八步：进行换热器的安装调试在设计完成后，进行换热器的安装调试。
根据设计要求，进行换热器的安装和连接，并进行初步的运行测试。
完整版换热器计算步骤
完整版换热器计算步骤第一步：确定换热器的基本参数在进行换热器计算之前，需要明确换热器的基本参数，包括所需的换热面积、流体质量流量以及进出口温度等。
这些参数将用于后续的计算。
第二步：确定传热系数换热器的传热系数是换热器计算的重要参数，它表示单位面积上传热的能力。
传热系数的计算可以根据换热器类型采用不同的方法，例如，对于壳管式换热器，可以采用Dittus-Boelter公式或Sieder-Tate公式等。
第三步：计算热负荷根据所需的换热量和传热系数，可以计算出热负荷。
热负荷表示单位时间内从一个流体传递给另一个流体的热量。
第四步：计算流体流量通过热负荷和已知的输入输出温度差，可以计算出流体的质量流量。
流体流量对换热器设计有重要影响，要合理确定。
第五步：计算换热面积在确定了热负荷和流体流量之后，可以通过换热器传热系数来计算所需的换热面积。
换热面积越大，换热效果越好，但对于实际应用来说，换热面积也需要在经济和操作上进行合理的限制。
第六步：确定流体速度流体速度对于换热器的设计和操作都有重要影响。
在实际应用中，需要保证流体速度能够使流体在换热器中均匀流动，并且尽量避免过高或过低的速度。
第七步：校核换热器尺寸换热器的尺寸必须满足设计要求和操作要求。
在校核换热器尺寸时，需要考虑到换热面积、流体速度、壳管或管束结构以及换热器的材料等因素。
第八步：确定换热器传热管的数量换热器传热管的数量是换热器计算中的重要参数。
根据已知的流体流量和传热系数，可以计算出所需的传热管数量。
此外，传热管的直径和长度也需要根据实际应用情况进行确定。
第九步：计算换热器的压力损失换热器的压力损失是通过流体流动过程中所发生的阻力造成的。
压力损失的计算涉及到换热器的结构和材料、流体的速度和粘度等因素。
通过计算压力损失，可以为换热器的实际运行提供参考依据。
第十步：优化设计方案根据以上计算结果，可以对换热器的设计方案进行优化。
通过对不同参数进行适当调整，可以得到满足工程要求和经济要求的最佳设计方案。
完整版换热器计算步骤
完整版换热器计算步骤换热器是一种常见的热交换设备，常用于将热能从一个流体传递给另一个流体。
换热器的设计需要进行一系列的计算步骤，以确保其正常运行和高效工作。
下面是一个完整版的换热器计算步骤，包括设计要素、计算公式和实际操作。
设计要素：1.温度：确定进口和出口的流体温度2.流量：计算流体的质量流量，即单位时间内通过换热器的物质量3.效率：计算换热器的传热效率，即输入热量与输出热量之间的比值4.压降：计算流体在换热器中的压降，以确保流体能够正常流动计算步骤：1.确定换热器的类型：换热器可以分为三类，即管壳式换热器、管束式换热器和板式换热器。
选择适合的类型要考虑流体的性质、压力、温度和流量等因素。
2.确定流体的物性参数：包括热导率、比热容和密度等参数。
这些参数可以通过查阅资料或实验测量得到。
3.计算传热面积：传热面积是换热器的一个重要参数，可以通过传热率和传热温差来计算。
传热率可以通过查表或经验公式计算得到。
4.计算输出温度：根据换热器的效率和输入温度，可以计算出输出温度。
效率可以根据使用经验或理论估计。
5.计算流体的质量流量：通常需要根据应用的需求确定流体的质量流量。
质量流量可以通过测量或经验公式计算得到。
6.计算传热面积：传热面积决定了换热器的尺寸和成本，一般需要通过经验公式或计算得到。
7.计算压降：压降是换热器设计的一个关键参数，需要根据应用的压力要求和流体的性质计算得到。
压降过大会导致流体流速降低，影响传热效率。
8.确定流体流向：根据应用需求和设计要求选择流体的进出口方向。
实际操作：1.收集流体数据：收集流体的压力、温度和流量等数据。
2.计算换热面积：根据选择的换热器类型和待换热流体的数据，计算换热器的传热面积。
3.计算输出温度：根据输入温度、效率和换热器的传热特性，计算输出温度。
4.计算质量流量：根据应用需求和设计要求计算流体的质量流量。
5.计算压降：根据流体的性质和流动条件计算压降。
6.确定流体流向：根据应用需求和设计要求确定流体的进出口方向。
换热器热力设计方案计算
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。
板式换热器设计选型计算方法和步骤
板式换热器设计选型计算方法和步骤板式换热器是一种常用的热交换设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体，常用于工业生产和暖通空调系统等领域。
在进行板式换热器设计的时候，需要进行选型计算，确保选用适合的设备。
以下是板式换热器设计选型计算的方法和步骤。
1.确定换热要求：在进行选型计算之前，首先需要明确换热器的换热要求。
需要确定的参数包括热量传递量、流体的流量及温度等。
根据实际应用需求，可以计算出所需要的传热面积。
2.确定流体性质：在进行选型计算之前，需要明确流体的物理性质，如密度、比热容、导热系数等。
这些参数将用于计算换热器的传热系数以及流体流量。
3.确定换热器类型：根据实际需求和换热要求，确定适合的换热器类型。
常见的板式换热器类型包括波纹板式换热器、平板式换热器和多馏分板式换热器等。
4.计算换热面积：根据给定的热量传递量和流体的物理性质，可以计算出所需的传热面积。
传热面积的计算公式为：A=Q/(U·ΔTm)，其中Q 为热量传递量，U为整体传热系数，ΔTm为全平均温差。
5.确定流体侧压降：计算流体在板式换热器内的压降，确保流体正常流动。
可以使用经验公式或流体力学计算方法来进行压降的计算。
6.选择合适的传热板：根据流体的流动性质和换热要求，选择合适的传热板。
传热板的选择应考虑其传热效果、耐腐蚀性、结构强度等因素。
7.确定板片数量：根据计算得到的传热面积和板片的面积，可以计算出所需的板片数量。
板片数量的选择应根据实际运行要求来确定，以确保换热器具有足够的传热面积。
8.确定板片间距和通道宽度：根据流体的流量和换热要求，确定板片间的间距和通道的宽度。
这些参数将影响流体的流速、压降以及换热效果。
9.进行换热器的设计绘图：根据以上计算结果，进行换热器的设计绘图。
绘图应包括换热器的尺寸、管道连接方式、流体进出口位置等详细信息。
10.进行换热器的性能验证：进行换热器的性能验证和参数调整，确保设计的换热器符合实际使用要求。
完整版换热器计算步骤
第2章工艺计算2.1设计原始数据2.2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（9）选取管长I。
（10）计算管数N T（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D j和壳程挡板形式及数量等（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积第2章工艺计算（16）计算流体流动阻力。
若阻力超过允许值，则需调整设计。
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 C 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：管程流体的定性温度: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320C 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壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]:【锅炉手册 饱和水蒸气表]t=420 2952357.5 °C(2-1 )T=310 3302320 C第2章工艺计算2.4估算传热面积 241热流量根据公式（2-1）计算：Q WC p t将已知数据代入 （2-1）得:Q WC p1 b=60000X 5.495 X 103 (330-310)/3600=1831666.67W式中：W 工艺流体的流量，kg/h ；C p1 ――工艺流体的定压比热容，kJ/疥K ; t 1 ――工艺流体的温差，C ；Q――热流量，W2.4.2平均传热温差根据化工原理4-45 公式（2-2）计算:按逆流计算将已知数据代入 （2-3）得:【化原 4-31a 】(2-2)t mt 1 t2t 1(2-3)Int2t mt1 t2t1ln420 330 310 295 ‘41.86C ,420 330In310 295第2章工艺计算式中： t m ――逆流的对数平均温差，C ；t i ――热流体进出口温差，c ； t 2 ――冷流体进出口温差，c ； 可按图2-1中（b ）所示进行计算。
换热器的计算举例
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。
换热器设计过程
换热器设计过程
换热器设计的过程包括以下步骤：
1.确定换热器的负荷（换热量）。
对于冷凝器，其负荷约等于热泵制热量。
对于蒸发器，其负荷约等于热泵制热量减去压缩机功率。
2.结构参数计算，包括单位基管的尺寸面积、肋化系数等。
3.空气循环量计算。
对于冷凝器，主要是通过进出冷凝器的空气温度及热容等物性参数计算；对于蒸发器，由于会产生冷凝的作用，会有显热量和潜热量，通过计算进出蒸发器的空气的温度，得到其焓值和含湿量，最终计算出空气循环量。
4.根据经验数据或换热器的参数大致选取传热系数。
传热系数可根据公式计算（计算热泵工质侧的对流换热系数、计算管壁导热、确定污垢系数、计算载热介质侧对流换热系数，根据管内外侧的换热面积比，即可得到换热器的换热系数），也可根据经验数据、换热器的参数大致选取。
5.确定换热器的平均传热温差。
6.确定换热器的传热面积。
7.根据得出的传热面积和载热介质、工质特点从生产商提供的产品样本中选择适宜的型号。
此外，在设计中，还需要考虑两流体流动通道的选择，根据两流体温差，选择换热器型式。
在设计过程中，还需要对初选的换热器型号进行校核，包括核算总传热系数和传热面积，以及根据实际需传热面积对所选换热器进行校核。
如果不符合要求，需要调整管程数或折
流挡板间距，或重选其它型号换热器，并再次核算压强降，直到满足要求为止。
换热器设计型计算
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。
换热器设计计算步骤.doc
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 。
换热器设计计算范例
换热器设计计算范例设计计算范例：换热器设计一、背景在化工、冶金、石油、食品及制药等工业领域中，换热器被广泛应用于热交换过程中。
换热器的设计与选择对于整个工艺系统的能量效率和运行成本起着重要作用。
本文以一个化工厂的换热器设计为例，计算设计一个适合的换热器。
二、设计需求化工厂中需要进行一个液体-液体的热交换过程。
液体A流体的进口温度为60°C，出口温度为30°C，流量为10m3/h；液体B流体的进口温度为100°C，出口温度为50°C，流量为8m3/h。
需要设计一个换热器来满足热交换的需求。
三、设计计算方法1.热负荷计算首先，我们需要计算换热器所需的热负荷。
热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*Cp*ΔT其中，Q是热负荷，m是流体的质量流率，Cp是流体的比热容，ΔT 是入口温度与出口温度之差。
对于流体A，热负荷为：Q_A=10*Cp_A*(60-30)对于流体B，热负荷为：Q_B=8*Cp_B*(100-50)2.选择换热器类型根据热负荷的计算结果，我们可以选择合适的换热器类型。
常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器和管束式换热器等。
考虑到本例中的液体-液体热交换过程，我们选择壳管式换热器。
壳管式换热器能够适应不同的工况，具有良好的传热效果和可靠性。
3.换热面积计算换热面积是换热器设计的重要参数。
换热面积可以通过以下公式计算：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A是换热面积，Q是热负荷，U是换热系数，ΔTlm是对数平均温差。
对于壳管式换热器，ΔTlm的计算公式为：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1是进口温度差，ΔT2是出口温度差。
根据实际情况，我们假设换热器的换热系数为500W/(m2·°C)。
根据具体数据进行计算，我们得到：ΔT_A=60-30=30°CΔT_B=100-50=50°CΔTlm = (30 - 50) / ln(30 / 50) ≈ -28.3°CA_A = Q_A / (U * ΔTlm)A_B = Q_B / (U * ΔTlm)4.换热器尺寸设计根据换热面积的计算结果，我们可以进一步确定换热器的尺寸。
换热器设计计算步骤
换热器设计计算步骤换热器是一种常见的工业设备，用于将热能从一个介质传递到另一个介质，常用于加热、冷却和蒸发等工艺过程。
其设计计算步骤主要包括确定换热器类型、计算换热面积、确定流体侧传热系数、确定传热效率等。
以下是详细的换热器设计计算步骤：1.确定换热器类型：根据实际使用需求和工艺要求，选择合适的换热器类型。
常见的换热器类型包括壳管式、板式、管束式、螺旋板式、翅片等。
2.了解工艺参数：确定进出口流体的温度、流量、压力以及物性参数。
3.确定传热方式：根据流体的性质和工艺要求，确定换热器的传热方式，包括对流、辐射和传导。
4.计算传热面积：根据换热器类型和流体侧的传热特性，计算所需的换热面积。
通常使用热平衡方程或对数平均温差法进行计算。
5.确定流体侧传热系数：根据流体侧的传热特性和工艺要求，选择合适的换热管材料、管型和管束结构，并计算流体侧的传热系数。
6.确定壳侧传热系数：根据壳侧、管侧流体的性质和工艺要求，选择合适的壳管布局和壳侧的传热系数。
7.确定传热效率：根据流体的传热系数、传热面积和对流热传输原理，计算换热器的传热效率。
8.设计换热器尺寸：根据以上计算结果和实际使用需求，确定换热器的尺寸和结构，包括管束长度、壳体直径、传热管的数量、壳程等。
9.选择材料和设备：根据工艺要求、介质性质和设计参数，选择合适的材料和设备，包括管束材料、密封材料、管板材料和支撑结构等。
10.制定操作规程：根据换热器的设计和实际使用情况，制定操作规程，包括换热器的开启、关闭、维护和清洁等程序。
总结起来，换热器设计计算步骤包括确定换热器类型、了解工艺参数、确定传热方式、计算传热面积、确定流体侧传热系数、确定壳侧传热系数、确定传热效率、设计换热器尺寸、选择材料和设备以及制定操作规程。
根据这些步骤进行设计计算，可以确保换热器的设计满足工艺要求，提供高效的热能传递。
换热器工艺计算
换热器工艺计算1. 热负荷计算热负荷是换热器设计的重要参数，它决定了换热器的尺寸和性能。
热负荷可以通过以下公式计算：Q = m × c ×Δt其中，Q为热负荷，m为流体质量流量，c为流体比热容，Δt为进出口温度差。
2. 流体流量与流速流体流量是换热器设计的重要参数，它决定了换热器的处理能力。
流速是流体流动的速率，它会影响换热器的传热性能和压降。
流速的计算公式如下：v = Q / (A × t)其中，v为流速，Q为流体流量，A为流通面积，t为时间。
3. 传热面积传热面积是换热器实现热交换的媒介，其计算公式如下：A = Q / (K ×Δt)其中，A为传热面积，Q为热负荷，K为传热系数，Δt为进出口温度差。
4. 传热系数传热系数是描述换热器传热性能的重要参数，其计算公式如下：K = (q × A) / (L ×Δt)其中，K为传热系数，q为热流量，A为传热面积，L为传热长度，Δt为温度差。
5. 温度差温度差是换热器实现热交换的推动力，其计算公式如下：Δt = t1 - t2其中，Δt为温度差，t1为进口温度，t2为出口温度。
6. 压力损失压力损失是流体在流动过程中克服阻力所损失的压力，其计算公式如下：ΔP = f × (v^2) / 2 × g × d其中，ΔP为压力损失，f为阻力系数，v为流速，g为重力加速度，d为管道直径。
7. 材质选择换热器的材质选择应根据具体的应用场景和工况条件来确定。
常见的材质有不锈钢、铜、钛等。
在选择材质时，应考虑其耐腐蚀性、导热性能、成本等因素。
8. 结构设计换热器的结构设计应根据其工艺要求和工况条件来确定。
常见的换热器类型有管壳式、板式、翅片式等。
在结构设计时，应考虑其传热效率、流体阻力、稳定性等因素。
同时，还应考虑其制造工艺和维修保养的便利性。
(完整版)换热器计算步骤..
第2章工艺计算2.1设计原始数据表2—12.2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—32.4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 。
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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 。
实际换热量Q0Q Q *1.1/0.9=0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
1.4 逆流平均温差计算 逆流平均温差ΔTn ℃，max minmaxlnminn t t T t t ∆-∆∆=∆∆ 其中max t ∆和min t ∆分别为'1t t -和"1t t -中较大的差值和较小的差值 1.5 换热系数的初选在计算中要对换热系数K 进行迭代，因此现初选换热系数K ’。
则初选传热面积F ’'*'n QF T K =∆总管数为t N ，'**t o F N d Lπ=1.6 管程换热系数2h 计算从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积2**224i t d N a π= 管程流速22*3600*24Gw a =管程雷诺数2Re id w ν=（ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对应查得的数值）根据Re 的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>104，即为湍流，Re<104则为层流。
(1) 管内油水混合物换热状态为湍流换热0.80.023Re Pr n Nu =加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3 (2) 管内油水混合物换热状态为层流换热13RePr 1.86()/iNu L d =管程内换热系数2ih Nud λ=1.7 壳程换热系数1h 计算 壳程的换热为自然对流换热32ga tL Gr ν∆=相关物性参数见1.2查表计算所得，g 为9.8.(Pr)n Nu C Gr =常数C 和n 的选取见表2壳程换热系数1eh Nud λ=当管外为纵向冲刷e d 为L ，当管外为横向冲刷e d 为0d 1.8 污垢热阻计算 水侧油污 20.00034r = 油水混合物油污10.00017r = 塑料导热系数 10.8λ= 钢管导热系数 43.6λ= 1.9 传热系数计算002121111i i k d d r r h d h d λ=⎛⎫⎛⎫++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
2.0 管板计算中心管排数 0.50 1.1t N N =管间距 01.25s d =管板直径00(1)4Ds s N d =-+2. 管外凝结换热 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 70 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.55 80 971.8 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 20892.70.14320.000280.00069333530 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 。
实际换热量Q0Q Q *1.1/0.9=0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
1.4逆流平均温差计算 逆流平均温差ΔTn ℃，max min maxlnminn t t T t t ∆-∆∆=∆∆ 其中max t ∆和min t ∆分别为'1t t -和"1t t -中较大的差值和较小的差值 1.5 换热系数的初选在计算中要对换热系数K 进行迭代，因此现初选换热系数K ’。
则初选传热面积F ’'*'n QF T K =∆总管数为t N ，'**t o F N d Lπ=1.6管程换热系数2h 计算从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积2**224i t d N a π=管程流速22*3600*24Gw a =管程雷诺数2ih Nud λ=2Re id w ν=（ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对应查得的数值）根据Re 的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>104，即为湍流，Re<104则为层流。
(3) 管内湍流换热0.80.023Re Pr n Nu =加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3 (4) 管内层流换热13RePr 1.86()/iNu L d =管程内换热系数2ih Nud λ=1.7壳程换热系数1h 计算 壳程的换热为凝结换热0.252319.81.13()w r h t t L ρλ⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦r 为对应蒸汽温度t 下的气化潜热当蒸汽冲刷竖管壁，L 为管长。
当蒸汽横向冲刷，L 为管道外径1.8污垢热阻计算 水侧油污 20.00034r = 油水混合物油污10.00017r = 塑料导热系数 10.8λ= 钢管导热系数 43.6λ= 1.9传热系数计算002121111i i k d d r r h d h d λ=⎛⎫⎛⎫++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
2.0 管板计算中心管排数 0.50 1.1tN N =管间距 01.25s d =管板直径00(1)4Ds s N d =-+ 3. 管外强制对流换热 3.1温度油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。