换热器计算汇总
(完整版)换热器热量及面积计算公式.doc
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：
冷流体热流体总传热系数 K，w/(m2. ℃）
水水850-1700
水气体17-280
水有机溶剂280-850 水轻油340-910 水重油60-280
有机溶剂有机溶剂115-340 水水蒸气冷凝1420-4250 气体水蒸气冷凝30-300
水低沸点烃类冷凝455-1140 水沸腾水蒸气冷凝2000-4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020 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 ）
换热器计算汇总(汇编)
一、冷凝器热力、结构计算
1.1冷凝器的传热循环的确定
根据冷库的实际工作工况：取蒸发温度015t C =-︒，过热度5r t C ∆=︒，即吸入温度110t C =-︒；过冷度 5K t C ∆=︒ ,冷凝器出口温度535k k t t t C =-∆=︒，则
C t k 40=.
查《 冷库制冷设计手册》第441页图6-7， R22在压缩过程指示功率82.0=i η
kg kJ h /4051= kg kJ h /4452= ()K kg kJ s s ⋅==/7672.121 kg m v /06535.031= kg kJ h /4183= kg kJ h /2504=
kg kJ h /2435= kg m v /108673.03
35-⨯=
kg kJ h h w t /4040544512=-=-= (3.1)
kg kJ w w i
t
i /8.4882
.040
==
=
η 图1-1系统循环p-h 图
lgp /MPa
kg kJ w h h i s /8.4538.4840512=+=+=
再查R22的圧焓图得C t s 802= kg m v s /02.032=
所需制冷剂流量为s kg h h Q q s k mo /3834.0243
8.45381
52=-=-=
1.2冷却水流量vs q 和平均传热温差m T
∆的确定
1.2.1冷却水流量
vs
q 确定
冷却水进、出口温度 C t ︒='
322,236t C ''=︒ ，平均温度C t m ︒=34，
由《传热学》563页的水的物性表可得:
3
994.3/kg m ρ=4174/()
换热器计算汇总(汇编)
一、冷凝器热力、结构计算
1.1冷凝器的传热循环的确定
根据冷库的实际工作工况：取蒸发温度015t C =-︒，过热度5r t C ∆=︒，即吸入温度110t C =-︒；过冷度 5K t C ∆=︒ ,冷凝器出口温度535k k t t t C =-∆=︒，则
C t k 40=.
查《 冷库制冷设计手册》第441页图6-7， R22在压缩过程指示功率82.0=i η
kg kJ h /4051= kg kJ h /4452= ()K kg kJ s s ⋅==/7672.121 kg m v /06535.031= kg kJ h /4183= kg kJ h /2504=
kg kJ h /2435= kg m v /108673.03
35-⨯=
kg kJ h h w t /4040544512=-=-= (3.1)
kg kJ w w i
t
i /8.4882
.040
==
=
η 图1-1系统循环p-h 图
lgp /MPa
kg kJ w h h i s /8.4538.4840512=+=+=
再查R22的圧焓图得C t s 802= kg m v s /02.032=
所需制冷剂流量为s kg h h Q q s k mo /3834.0243
8.45381
52=-=-=
1.2冷却水流量vs q 和平均传热温差m T
∆的确定
1.2.1冷却水流量
vs
q 确定
冷却水进、出口温度 C t ︒='
322,236t C ''=︒ ，平均温度C t m ︒=34，
由《传热学》563页的水的物性表可得:
3
994.3/kg m ρ=4174/()
新编各类型换热器面积计算公式
新编各类型换热器面积计算公式
换热器是一种用于传导热量的设备，广泛应用于工业和日常生活中。根据不同的换热方式和应用领域，换热器可以分为多种类型，例如壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等。不同类型的换热器由于其结构和工作原理的差异，其面积计算公式也有所不同。以下是各类型换热器的面积计算公式。
1.壳管式换热器：壳管式换热器是最常见的一种换热器类型，它由壳体和内部的多个管子组成。壳管式换热器的面积计算公式如下：A=U×ΔTm/(R×λ)
其中，A为换热器的有效传热面积，U为整体传热系数，ΔTm为壳管两侧介质的平均温差，R为热阻，λ为热导率。
2.板式换热器：板式换热器是一种紧凑型换热器，由一堆平行的金属板组成，板与板之间的空间用于流体流动。板式换热器的面积计算公式如下：
A=N×H×l
其中，A为换热器的有效传热面积，N为板间的总数目，H为板的高度，l为板的长度。
3.螺旋板式换热器：螺旋板式换热器是一种带有螺旋通道的板式换热器，螺旋形通道能够增加流体的湍流程度，提高传热效果。螺旋板式换热器的面积计算公式如下：
A=(π×d×L)/N
其中，A为换热器的有效传热面积，d为螺旋通道的直径，L为螺旋
通道的长度，N为通道的总数目。
4.管壳式换热器：管壳式换热器是一种通过管道将热量传递给外部介
质的换热器。管壳式换热器的面积计算公式如下：
A=n×D×L
其中，A为换热器的有效传热面积，n为管的总数目，D为管的直径，L为管的长度。
5.管板式换热器：管板式换热器是一种结构复杂、传热效果较好的换
热器。管板式换热器的面积计算公式如下：
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=Q c=Q h
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，℃。
3、有相变化
a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)
式中：
W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）
r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）
b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热
Q=W h[r+c p,h（T s-T w）] = W c c p,c(t2-t1)
式中：
c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）
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：
1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h
1 kcal = 4.18 kj
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
换热器计算公式
换热器部分计算
管程介质为热水进口温度 (℃) Tt1=110（给定）出口温度 (℃) Tt2=120（给定）工作压力（MPa) Pt = 1.0（给定）平均温度 (℃) Tt =115(计算）流体的比定压热容
Cp(KJ/(kg.℃))=
4.2358(查表）流量(t/h) Q =50（给定）流体密度（kg/m3)ρ=1000(查表）所需热量(KJ/h)=
2117900(计算）壳程
进口温度 (℃) Ts1=158.5（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs1=2087.43出口温度 (℃) Ts2=115（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs2=2216.6工作压力（MPa) Pt =0.5（给定）平均温度 (℃) Ts =136.75(计算）流体的比定压热容
Cp1(KJ/(kg.℃)=
4.2781(查表）158.5℃降为115℃1.温差放出热量
(KJ/(kg)）为
186.10115℃129.17158.5
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ1 3.144(查表）115.0
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ20.9647(查表）1立方饱和蒸汽从158.5℃降为115.0放出潜热(KJ/(m3)）所需要水蒸汽量为
(m3/h)435.845088(计算）饱和蒸汽流速(m/s)15(查表）壳程进出口管径(mm)101.373458(计算）
取壳程进出口管径DN 100 2.密度变化放出热量(KJ/(kg)）
4673.20设计计算
介质为饱和蒸汽每1千克饱和水蒸汽从
每1千克饱和水蒸汽
吸收热量(KJ/(kg)
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=Q c=Q h
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，℃。
3、有相变化
a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)
式中：
W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）
r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）
b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热
Q=W h[r+c p,h（T s-T w）] = W c c p,c(t2-t1)
式中：
c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）
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：
1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h
1 kcal = 4.18 kj
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
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=Q c=Q h
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，℃。
3、有相变化
a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)
式中：
W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）
r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）
b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热
Q=W h[r+c p,h（T s-T w）] = W c c p,c(t2-t1)
式中：
c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）
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：
1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h
1 kcal = 4.18 kj
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
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算
公式
LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
换热器热量及面积计算
一、热量计算
1、一般式Q=Q c=Q h
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，℃。
3、有相变化
a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)
式中：
W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）
r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）
b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热
Q=W h[r+c p,h（T s-T w）] = W c c p,c(t2-t1)
式中：
c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）
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：
1 w = 1 J/s = kj/h = kcal/h
1 kcal = kj
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）
换热器计算公式范文
换热器计算公式范文
换热器计算公式指的是用于计算换热器传热性能的各种参数和关系的
数学方程。换热器是工程领域常用的一种设备，用于将热量从一个介质传
递到另一个介质。换热器的性能与换热器的设计参数密切相关，因此计算
公式对于换热器的设计和运行至关重要。
以下是一些常用的换热器计算公式：
1.整体换热系数（U值）的计算公式：
U=1/[(1/h₁)+δi+(1/h₂)]
其中，U为整体换热系数，h₁为热源侧传热系数，h₂为冷凝侧传热系数，δi为传热面各种传热介质之间的传热阻力。
2.热量传递率（Q）的计算公式：
Q = U × A × δTlm
其中，Q为换热器的热量传递率，U为整体换热系数，A为传热面积，δTlm为对数平均温差。
3. 对数平均温差（δTlm）的计算公式：
δTlm = [(δT₁ - δT₂) / ln(δT₁ / δT₂)]
其中，δT₁为热源侧入口温度与冷凝侧出口温度的温差，δT₂为热源
侧出口温度与冷凝侧入口温度的温差。
4.传热面积（A）的计算公式：
A = Q / (U × δTlm)
其中，A为传热面积，Q为热量传递率，U为整体换热系数，δTlm为
对数平均温差。
5.热源侧传热系数（h₁）的计算公式：
h₁=(k₁×ΔT₁)/δ₁
其中，h₁为热源侧传热系数，k₁为热源侧传热介质的导热系数，ΔT₁
为热源侧的温差，δ₁为热源侧的传热厚度。
6.冷凝侧传热系数（h₂）的计算公式：
h₂=(k₂×ΔT₂)/δ₂
其中，h₂为冷凝侧传热系数，k₂为冷凝侧传热介质的导热系数，ΔT₂
为冷凝侧的温差，δ₂为冷凝侧的传热厚度。
换热器计算
=
Fra Baidu bibliotek
38.3
=81.32
取整数，N’ ’=81 7、 苯进出口管 取进口流速 u1=1m/s 进口直径：d=
2
4������ ������������ 1
=
2
4∗50 ∗1000 3600 ∗856.11 ∗3.14 ∗1
=0.14m=140mm
选用无缝热轧钢管（YB231-64） （Ø =150*4.5mm，长 200mm） 8、 水蒸气进口管径 蒸汽用量：G= ������ *（1+0.03）=2201.7*1.03=0.626kg/s 蒸气体积流量：V=������ 1=1.1199=0.559m3/s 取蒸气流速 u’=20m/s Dr=
1、 定性温度以及物性数据 苯：t1=20℃、t2=80℃、tm=
������ 1+������ 2 20+80 2
=
2
=50℃、ρ 2=856.11kg/m3、Cp2=1.704kJ/(kg*℃)、
μ 2=0.4412mPa*S、λ2=0.1407W/（m*℃） 、 水蒸气：P=200KPa、T=120℃、ρ 1=1.1199kg/m3、Cp1=2.177kJ/(kg*℃) 2、 热负荷 Q Q=ms2*Cp2*（t2-t1）=50*1000*1.704*（80-20）=5.112*106kJ/h=1420kW 3、 平均温度差∆tm ∆tm=
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算（一）
一、热量计算
1、一般式Q=Q c=Q h
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，℃。
3、有相变化
a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r=W c c p,c(t2-t1)
式中：
W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）
r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）
b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热
Q=W h[r+c p,h（T s-T w）]=W c c p,c(t2-t1)
式中：
c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）
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）
完整版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 值以下表：
冷流体热流体总传热系数 K，w/(m2. ℃）
水水850-1700
水气体17-280
水有机溶剂280-850 水轻油340-910 水重油60-280
有机溶剂有机溶剂115-340 水水蒸气冷凝1420-4250 气体水蒸气冷凝30-300
水低沸点烃类冷凝455-1140 水沸腾水蒸气冷凝2000-4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020 注：
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
换热器的计算公式
换热器的计算公式
换热器是一种将热量从一个介质传递到另一个介质的设备。根据传热
方式的不同，换热器可以分为对流换热器和传导换热器两类。
对于对流换热器，可以根据传热器的具体形式分为壳管式换热器和板
式换热器两种。
壳管式换热器的计算公式主要包括壳侧传热系数、管侧传热系数、壳
侧传热区面积和管侧传热区面积的计算。
1.壳侧传热系数
壳侧传热系数可以使用Dittus-Boelter公式计算，公式如下：
Nu=0.023*Re^0.8*Pr^0.4
其中，Nu为壳侧Nusselt数，Re为壳侧雷诺数，Pr为壳侧普朗特数。
2.管侧传热系数
管侧传热系数可以使用Colburn公式计算，公式如下：
Nu=0.023*Re^0.8*Pr^0.4
其中，Nu为管侧Nusselt数，Re为管侧雷诺数，Pr为管侧普朗特数。
3.壳侧传热区面积
壳侧传热区面积可以使用传热器换热面积计算：
A=π*Do*L
其中，A为壳侧传热区面积，Do为外径，L为传热器长度。
4.管侧传热区面积
管侧传热区面积可以使用传热器换热面积计算：
A=π*Di*L
其中，A为管侧传热区面积，Di为内径，L为传热器长度。
对于换热器计算，还需要考虑热传导对换热性能的影响。传导换热器
的计算公式主要包括热传导方程、传热速率和温度分布的计算。
1.热传导方程
热传导方程可以用Fourier定律表示：
q = -k * A * (dT/dx)
其中，q为换热速率，k为热导率，A为传热面积，dT/dx为温度梯度。
2.传热速率
传热速率可以用热传导方程求解，根据不同的边界条件可以得到不同
的方程形式。
换热器计算公式
换热器计算公式
换热器部分计算
管程介质为热水进口温度(℃) Tt1=110（给定）出口温度(℃) Tt2=120（给定）工作压力（MPa) Pt = 1.0（给定）平均温度(℃) Tt =115(计算）流体的比定压热容
Cp(KJ/(kg.℃))=
4.2358(查表）流量(t/h) Q =50（给定）流体密度（kg/m3)ρ=1000(查表）所需热量(KJ/h)=
2117900(计算）壳程
进口温度(℃) Ts1=158.5（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs1=2087.43出口温度(℃) Ts2=115（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs2=2216.6工作压力（MPa) Pt =0.5（给定）平均温度(℃) Ts =136.75(计算）流体的比定压热容
Cp1(KJ/(kg.℃)=
4.2781(查表）158.5℃降为115℃1.温差放出热量
(KJ/(kg)）为
186.10115℃129.17158.5
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ1 3.144(查表）115.0
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ20.9647(查表）1立方饱和蒸汽从158.5℃降为115.0放出潜热(KJ/(m3)）所需要水蒸汽量为(m3/h)435.845088(计算）饱和蒸汽流速(m/s)15(查表）壳程进出口管径(mm)101.373458(计算）
取壳程进出口管径DN 100 2.密度变化放出热量(KJ/(kg)）
4673.20设计计算
介质为饱和蒸汽每1千克饱和水蒸汽从
每1千克饱和水蒸汽
吸收热量(KJ/(kg)
换热器计算公式
换热器计算公式
换热器部分计算
管程介质为热⽔进⼝温度 (℃) Tt1=110（给定）出⼝温度 (℃) Tt2=120（给定）⼯作压⼒（MPa) Pt = 1.0（给定）平均温度(℃) Tt =115(计算）流体的⽐定压热容
Cp(KJ/(kg.℃))=
4.2358(查表）流量(t/h) Q =50（给定）流体密度（kg/m3)ρ=1000(查表）所需热量(KJ/h)=
2117900(计算）壳程
进⼝温度 (℃) Ts1=158.5（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs1=2087.43出⼝温度 (℃) Ts2=115（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs2=2216.6⼯作压⼒（MPa) Pt =0.5（给定）平均温度 (℃) Ts =136.75(计算）流体的⽐定压热容
Cp1(KJ/(kg.℃)=
4.2781(查表）158.5℃降为115℃1.温差放出热量
(KJ/(kg)）为
186.10115℃129.17158.5
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ1 3.144(查表）115.0
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ20.9647(查表）1⽴⽅饱和蒸汽从158.5℃降为115.0放出潜热(KJ/(m3)）所需要⽔蒸汽量为
(m3/h)435.845088(计算）饱和蒸汽流速(m/s)15(查表）壳程进出⼝管径(mm)101.373458(计算）
取壳程进出⼝管径DN 100 2.密度变化放出热量(KJ/(kg)）
4673.20设计计算
介质为饱和蒸汽每1千克饱和⽔蒸汽从
每1千克饱和⽔蒸汽
吸收热量(KJ/(kg)
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一、冷凝器热力、结构计算
1.1冷凝器的传热循环的确定
根据冷库的实际工作工况：取蒸发温度015t C =-︒，过热度5r t C ∆=︒，即吸入温度110t C =-︒；过冷度 5K t C ∆=︒ ,冷凝器出口温度535k k t t t C =-∆=︒，则
C t k 40=.
查《 冷库制冷设计手册》第441页图6-7， R22在压缩过程指示功率82.0=i η
kg kJ h /4051= kg kJ h /4452= ()K kg kJ s s ⋅==/7672.121
kg m v /06535.031= kg kJ h /4183= kg kJ h /2504=
kg kJ h /2435= kg m v /108673.03
35-⨯=
kg kJ h h w t /4040544512=-=-= (3.1)
kg kJ w w i
t
i /8.4882
.040
==
=
η 图1-1系统循环p-h 图
lgp /MPa
kg kJ w h h i s /8.4538.4840512=+=+=
再查R22的圧焓图得C t s 802= kg m v s /02.032=
所需制冷剂流量为s kg h h Q q s k mo /3834.0243
8.45381
52=-=-=
1.2冷却水流量vs q 和平均传热温差m T ∆的确定
1.2.1冷却水流量vs q 确定
冷却水进、出口温度 C t ︒='322,236t C ''=︒ ，平均温度C t m ︒=34，由《传热学》563页的水的物性表可得:
3
994.3/kg m ρ=4174/()
p c J kg K =⋅620.746610/m s ν-=⨯
262.4810/()W m K λ-=⨯⋅
则所需水量:
()
()
s m t t c Q q p k vs /10879.4323641743.9941081333
'
2''2-⨯=-⨯⨯⨯=-=ρ 1.2.2平均传热温差m T ∆的确定
由热平衡 ：2323()()mo s p vs q h h c q t t ρ''-=⨯- ，有
2332()mo s p vs q h h t t c q ρ-''=-=()C
3.3510
879.4174.43.9944188.4533834.0363
=⨯⨯⨯-⨯-- ()()C q c h h q t vs p mo 13.3210
879.4174.43.9942432503834.032t 354'24=⨯⨯⨯-⨯+=-+
=-ρ
各段对数平均温差 （1）段： ()()()()C t t t t t t t t t k k m 05.532
3513.3240ln
323513.3240ln
'
2
54
'
2541
=-----=-----=
∆ （2）段：C t t t t t t t k k m 15.63.354013.3240ln
13
.323.35ln 3
4432=---=---=
∆ （3）段：()
()()()C t t t t t t t t
t k s k s m 57.173.35403680ln 3.35403680ln
3
'
'2
23'
'223
=-----=-----=
∆ 整个过程的平均温差（积分平均温差）
C
t h h t h h t h h h h t m s m m s m 83.657.17418
8.45315.625041805.5243250243
8.4533
3224315452=-+-+--=∆-+
∆-+∆--=
∆
1.3 换热管的选型
根据《小型制冷装置设计指导》第71页表3-4，选用3号滚轧低翅片管为传热
图1-2冷凝器流体温度变化简图
管, ∅16mm ×1.5mm ，因其增强系数相比较大，有利换热。有关结构参数为:
10.4i d mm = 15.1t d mm = 0.4t mm δ= 12.4b d mm = 1.2f s mm = 单位管长的各换热面积计算如下:
2222222222/0.01510.0004/0.0012/0.0158/()/(2)(0.01510.0124)/(20.0012)/0.0972/()/0.0124(0.00120.0004)/0.0012/0.026/0d t t f f t b f b b f t f i i a d s m m m m
a d d s m m m m a d s s m m m m a d πδππππδπππ==⨯⨯==-=⨯-⨯==-=⨯⨯-===⨯翅顶面积翅侧面积翅间管面面积2222.0104/0.0327/(0.01580.09720.026)/0.139/of d f
b m m m m
a a a a m m m m ==++=++=单位管长管外总面积
1.4 估算传热管总长
假定按管外面积计算的热流密度2/5000m W q v =. 则应布置传热面积
2002.165000
86000m q Q F k ===
应布置的有效总管长
m a F L of 117139
.02.160===
1.5确定每流程管数Z 、有效单管长l 及流程数N
冷却水进出口温度C t ︒='322,2
t ''＝36℃, 平均温度C t m ︒=34，由水的物性表可得:
3994.3/kg m ρ=
4174/()
p c J kg k =⋅
620.746610/m s ν-=⨯
262.4810/()W m k λ-=⨯⋅
所需冷却水体积流量：
()
()
s m t t c Q q p k vs /10879.4323641743.9941081333
'
2''2-⨯=-⨯⨯⨯=-=ρ 则冷却水质量流量： s kg q q vs ms /851.410879.43.9943=⨯⨯==-ρ 根据《热交换器原理及设计》第294页及《小型制冷装置设计指导》第68