板式换热器换热面积与传热系数的关系
板式换热器选型计算
板式换热器选型计算板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备,它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点,目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域,因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。
目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种,以下就三种算法的特点进行简要的说明。
一、手工简易算法计算公式:F=Wq/(K*△T)式中 F —换热面积m2Wq—换热量WK —传热系数W/m2·℃△T—平均对数温差℃根据选定换热系统的有关参数,计算换热量、平均对数温差,设定传热系数,求出换热面积。
选定厂家及换热器型号,计算板间流速,通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线,查出实际传热系数及压降。
若实际传热系数小于设定传热系数,则应降低设定传热系数,重新计算。
若实际传热系数大于设定传热系数,而实际压降大于设定压降,则应进一步降低设定传热系数,增大换热面积,重新计算。
经过反复校核,直到计算结果满足换热系统的要求,最终确定换热器型号及换热面积大小。
这种算法的优点是计算简单,步骤少,时间短;缺点是结果不准确,应用范围窄。
造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线,而设计工况可能与之不符。
此外样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线仅为水―水换热系统,在使用中有很大的局限性。
以下给出佛山显像管厂总装厂房低温冷却水及40℃热水两套换热系统实例加以说明采用手工简易算法得出的计算结果与实测结果的差别:二、手工标准算法计算方法与步骤(一)工艺条件热介质进出口温度℃Th1 Th2流量m3/h Qh压力损失(允许值)MPa △Ph冷介质进出口温度℃Tc1 Tc2流量m3/h Qc压力损失(允许值)MPa △Pc(二)物性参数物性温度℃Th=(Th1+Th2)/2 Tc=(Tc1+Tc2)/2介质重度Kg/m3γh γc介质比热KJ/kg·℃Cph Cpc导热系数W/m·℃λh λc运动粘度m2/s νh νc普朗特数Prh Prc(三)平均对数温差(逆流)△T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1))或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 (分子等于零)(四)计算换热量Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W(五)设备选型根据样本提供的型号结合流量定型号,主要依据于角孔流速。
板式换热器换热系数或传热系数对换热面积的影响
板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备。
尽管其发展已有近百年历史,且在国民经济的少数部门(如食品、制药)有着比较广泛的应用,但是由于耐温、耐压、耐腐蚀能力而制约其在各个部门的全面推广和应用。
进入80年代以来,由于制造技术、垫片材料的不断进步以及传热理论的不断完善,板式换热器的应用越来越受到工业生产部门的重视。
要确定一项强化传热新技术是否先进,必须对其进行评价。
但在实际的使用中,出现了多种评价强化传热的方法与评价指标。
有人主张采用换热量Q与消耗的泵(或风机)的功率N的比值,即能量系数作为评价指标,类似的也广泛采用K/ΔP以及无因次化的Nu/ζ来进行评价,为了更准确地反映强化传热的性能,进一步也可以使用K/ΔP1/3及Nu/ζ1/3作为指标。
随着传热技术的发展,换热器日益向体积小、重量轻的方向发展,同时在提高效率的前提下,要求操作费用降低。
在综合分析的基础上,提出了一套较为完整的性能评价数据,即维持输送功率、传热面积、传热负荷3因素中的两因素不变,比较第3因素的大小以评定传热性能的好坏。
这些评价都只是分析换热器的能量在数量上转换、传递、利用和损失的情况,即以热力学第一定律为基础。
为了更准确地反映热量交换过程能量在质量上的损失,在理论研究中也提出了许多基于热力学第二定律的评价方法,即分析换热器中火用的转换、传递、利用和损失的情况。
而进行技术推广应用时,还应考虑采用强化换热技术后管子等价格的增加和运行费用的变化,运用经济核算的方法进行评价,即热经济学的评价方法。
而在实际的使用过程中,进行强化传热新技术、新方法的研究更多采用简单易用的单一参数K,ΔP以及单一参数组合而成的K/ΔP,K/ΔP1/3来进行评价[9~11]。
而基于热力学第二定律的方法在设计过程中可用来判断换热器的性能,作为进一步改善的依据,但在工程上缺乏实用性。
a.提高板片的表面传热系数由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流( 雷诺数一1 5 0时 ),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。
板式换热器选型计算
板式换热器选型计算板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备,它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点,目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域,因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。
目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种,以下就三种算法的特点进行简要的说明。
一、手工简易算法二、手工标准算法计算方法与步骤(一)工艺条件热介质进出口温度℃Th1 Th2流量m3/h Qh压力损失(允许值)MPa △Ph冷介质进出口温度℃Tc1 Tc2流量m3/h Qc压力损失(允许值)MPa △Pc(二)物性参数物性温度℃Th=(Th1+Th2)/2 Tc=(Tc1+Tc2)/2介质重度Kg/m3γh γc介质比热KJ/kg·℃Cph Cpc导热系数W/m·℃λh λc运动粘度m2/s νh νc普朗特数Prh Prc(三)平均对数温差(逆流)△T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1))或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 (分子等于零)(四)计算换热量Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W(五)设备选型根据样本提供的型号结合流量定型号,主要依据于角孔流速。
即:Wl=4*Q/(3600*π*D2) ≤3.5~4.5m/sWl—角孔流速m/sQ —介质流量m3/hD —角孔直径m(六)定型设备参数(样本提供)单板换热面积s m2单通道横截面积 f m2板片间距l m平均当量直径de m (d≈2*l)传热准则方程式Nu=a*Re b*Pr m压降准则方程式Eu=x*Re yNu—努塞尔数Eu—欧拉数a.b.x.y—板形有关参数、指数Re—雷诺数Pr—普朗特数m —指数热介质m=0.3 冷介质m=0.4(七)拟定板间流速初值Wh 或WcWc=Wh*Qc/Qh (纯逆流时)W取0.1~0.4m/s(八)计算雷诺数Re=W*de/νW —计算流速m/sde—当量直径mν—运动粘度m2/s(九)计算努塞尔数Nu=a*Re b*Pr m(十)计算放热系数α=Nu*λ/deα—放热系数W/m2·℃λ—导热系数W/m·℃分别得出αh、αc热冷介质放热系数(十一)计算传热系数K=1/(1/αh+1/αc+r p+r h+r c) W/m2·℃r p—板片热阻0.0000459m2·℃/Wr h—热介质污垢热阻0.0000172~0.0000258m2·℃/W r c—冷介质污垢热阻0.0000258~0.0000602m2·℃/W (十二)计算理论换热面积Fm=Wq/(K*△T)(十三)计算换热器单组程流道数n=Q/(3600*f*W) (圆整为整数)Q—流量m3/hf—单通道横截面积m2W—板间流速m/s(十四)计算换热器程数N=(Fm/s+1)/(2*n)N为≥1的整数s—单板换热面积m2(十五)计算实际换热面积F=(2*N*n-1)*s (纯逆流)(十六)计算欧拉数Eu=x*Re y(十七)计算压力损失△P=Eu*γ*W2*N*10-6 MPaγ—介质重度Kg/m3W—板间流速m/sN—换热器程数选定厂家,根据角孔流速确定换热器型号,从手册查出在设计工况下冷、热介质的各种物理参数,根据厂家样本提供的传热经验公式及流阻经验公式,初步设定流体的板间流速,求出雷诺数,经计算得出传热系数及压力损失,在实际换热面积不小于理论换热面积的前提下,若压力损失大于许用值,则应进一步降低初定的板间流速,重新计算。
板式换热器的计算方法
板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程,目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。
在计算机没有普及的时候,各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。
目前,越来越多的厂家采用计算机计算,这样,板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。
以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法,该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。
以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的:总传热量(单位:kW).一次侧、二次侧的进出口温度一次侧、二次侧的允许压力降最高工作温度最大工作压力如果已知传热介质的流量,比热容以及进出口的温度差,总传热量即可计算得出温度T1 =热侧进口温度* A3 F7 y& G7 S+ Q T2 =热侧出口温度 3 s' _% s5 s. T" DO q4 b t1 =冷侧进口温度& L8 ~: |; B: t2 M2 w$ z t2=冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系,在换热器保温良好,无热损失的情况下,对于稳态传热过程,其热流量衡算关系为:0 B N/ I" A+ m0 z' H9 ~ (热流体放出的热流量)=(冷流体吸收的热流量)在进行热衡算时,对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
(1)无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量,W ;# Q/ p3 p: 14 ~0 N' I) Wmh,mc-----热、冷流体的质量流量,kg/s;+ Z: 19 b- h9 h" r3 P) {/ ACph,Cpc ----- 热、冷流体的比定压热容,kJ/(kg • K); 6 L8 t6 b3 o& m/ nT1,t1 ------热、冷流体的进口温度,K;T2,t2------热、冷流体的出口温度,K。
(2)有相变化传热过程两物流在换热过程中,其中一侧物流发生相变化,如蒸汽冷凝或液体沸腾,其热流量衡算式为:& w3 v) j4 I4 R一侧有相变化 1 Y# e$ B6 c& z% C3 W- W* J两侧物流均发生相变化,如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2 ---- 物流相变热,J/kg;D,D1,D2 ------- 相变物流量,kg/s。
板式换热器换热面积和流量的关系
板式换热器换热面积和流量的关系板式换热器是一种常用的热交换设备,广泛应用于化工、能源、制药、食品等行业。
在实际应用中,换热器的换热面积和流量是两个重要的参数,它们之间存在着一定的关系。
本文将从理论和实践两个方面探讨板式换热器换热面积和流量的关系。
我们从理论上来分析板式换热器换热面积和流量的关系。
根据传热学的基本原理,换热器的换热面积越大,换热效果越好。
而流量是换热器内流体通过的速率,流量越大,单位时间内通过的热量也就越大。
因此,可以理解为换热面积与流量成正比关系。
然而,在实际应用中,由于经济和操作等方面的考虑,换热器的换热面积和流量往往不能随意增大。
在设计换热器时,需要综合考虑换热效果、经济性和操作性等因素,选择合适的换热面积和流量。
在实践中,板式换热器的换热面积一般是由设计人员根据具体的工艺要求和换热介质的性质来确定的。
换热面积的大小直接影响着换热器的性能和效果。
如果换热面积过小,流体在换热器内的停留时间不足,换热效果不佳;如果换热面积过大,不仅造成了不必要的投资,还会增加设备的体积和重量,不利于操作和维护。
而流量的大小则与实际生产工艺有关。
在设计换热器时,需要根据工艺的需求确定流量大小。
流量过大会导致流体速度过快,产生大量的压降和能耗,同时也增加了设备的大小和重量;流量过小则会导致换热器的利用率降低,无法满足工艺要求。
在实际操作中,设计人员一般会通过经验和试验来确定合适的换热面积和流量。
根据工艺要求和换热介质的性质,选择合适的板式换热器型号和规格,并进行模拟计算和实际试验。
通过调整换热面积和流量的大小,不断优化设计,以达到最佳的换热效果和经济性。
除了换热面积和流量,板式换热器的其他参数也会对换热效果产生影响。
例如,传热系数、壳程和管程之间的传热系数比值、流体的物性等都会对换热器的性能有一定的影响。
因此,在设计和选择板式换热器时,还需要综合考虑这些参数,并进行合理的匹配和优化。
板式换热器的换热面积和流量是两个重要的参数,它们之间存在着一定的关系。
板式换热器传热传质实验与理论研究
板式换热器传热传质实验与理论研究一、本文概述板式换热器作为一种高效、紧凑的热交换设备,在现代工业生产过程中扮演着重要的角色。
其独特的板片结构和优良的传热性能使其成为许多工业领域的首选设备,如石油化工、食品加工、制药以及能源等行业。
然而,随着能源利用效率要求的提高和环保法规的日益严格,对板式换热器的传热传质性能提出了更高的要求。
因此,对板式换热器的传热传质实验与理论研究显得尤为重要。
本文旨在通过对板式换热器的传热传质实验与理论研究,深入探讨其传热传质机理,优化其性能设计,提高能源利用效率,并为板式换热器的实际应用提供理论支持和技术指导。
文章首先介绍了板式换热器的基本原理和结构特点,然后详细阐述了传热传质实验的设计与实施过程,包括实验设备、实验方法和数据处理等。
在此基础上,文章进一步分析了板式换热器的传热传质性能,探讨了其影响因素和优化策略。
文章总结了板式换热器传热传质实验与理论研究的主要成果和贡献,并展望了未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究,不仅能够加深对板式换热器传热传质过程的理解,还能为板式换热器的优化设计和实际应用提供有益的理论依据和实践指导,对于推动板式换热器技术的发展和应用具有重要意义。
二、板式换热器的基本结构和原理板式换热器,也称为板式热交换器,是一种高效、紧凑且适应性强的热交换设备。
其结构独特,由一系列薄金属板片堆叠而成,这些板片之间形成了一系列通道,用于传递热量。
板式换热器的核心部分由板片、密封垫、压紧装置和框架组成。
板片是板式换热器的核心元件,通常采用不锈钢、钛或其他耐腐蚀材料制成。
板片之间设计有波纹形状,这不仅能增加传热面积,还能提供必要的刚性,保证板片之间的间距。
密封垫则放置在相邻板片之间,以防止流体泄漏。
压紧装置通常由螺栓和螺母组成,用于将板片和密封垫紧密地压合在一起,形成一个整体。
框架则用于支撑整个换热器,确保其在工作过程中的稳定性。
板式换热器的传热原理主要基于热传导和对流。
简单计算板式换热器板片面积
简单计算板式换热器板片面积WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法:Q=K×F×Δt,Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热温差(一般用对数温差)传热系数取决于换热器自身的结构,每个不同流道的板片,都有自身的经验公式,如果不严格的话,可以取2000~3000。
最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如。
艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商,专注于可拆式板式换热器的研发与生产。
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计算换热器面积的几种方法 收藏
如何计算换热器的换热面积购买换热器的朋友都知道,一台换热器需要哪些参数,相信最头疼的就说换热面积怎么算,今天江苏昌盛密封材料有限公司的技术沈经理为我们汇总了三个估算方法,大家可以收藏哦!板式换热器换热面积的提高是有利于换热负荷提高的,但是当换热面积增加到一定程度时,雷诺数变小,可能由紊流变为层流,这样将使传热系数下降,反而降低热负荷,这种影响有时甚至会比用原面积进行换热的效果还差,是一个物极必反的道理,所以换热面积达到一个平衡适合的值最合适。
计算板式换热器换热面积的3种方法:(一)平均温差法根据传热的基本方程式,可求得所需的换热面积为F=Q /K .ΔtmTip:Q—热流量(W),△tm—对数平均温差(℃),F—传热面积(m2)(二)传热单元数法传热单元数是反映冷热流体间换热过程难易程度的参数,也是衡量换热器传热能力的参数。
传热单元数NTU的定义式可更广泛地表达为(NTU₁)=KA / C₁或(NTU₂)=KA / C₂=γ₁(NTU₁)式中C₁,C₂—分别为热、冷流体的热容量。
显然,只要已知NTU、C及总传热系数K值,换热面积即可由获得。
传热单元数的大小和温度效率ε及梁欢热流体的热容量之比γ有关。
温度效率ε是指参与换热的任意流体的温度变化与冷、热流体的进口温度差之比,即ε₁=(t₁′-t₁″)/(t₁′-t₂′)或ε₂=(t ₂″-t ₂′)/(t₁′-t₂′)=γ₁ε₁其中热容量比γ为γ₁=C₁/C₂或γ₂=C₂/C₁=1 /γ₁通过建立能量平衡方式,可求得温度效率和传热单元数、热容量之比之间的关系。
(三)流程组合确定后换热面积的计算无论应用平均温差法还是应用NTU法,计算板换换热面积都要先设定一个流程组合,由计算所得的热换面积和该流程组合的换热面积相等或稍小时能满足工况的要求,否则应重新设定一个流程组合再作计算,直至满足工况为止。
板式换热器知识讲解及换热计算
定义与工作原理定义板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备,由一系列金属板片组成,板片之间形成狭窄的流道,冷、热流体在板片两侧流动,通过板片进行热量交换。
工作原理板式换热器利用板片之间的流道,使冷、热流体在流动过程中实现热量交换。
热量通过板片传导,从高温流体传递给低温流体,或从低温流体吸收热量传递给高温流体。
结构组成及特点结构组成板式换热器主要由框架、板片、密封垫片、压紧装置等部分组成。
其中,框架用于支撑和固定板片;板片是换热的主要部件,通常由不锈钢、钛合金等材料制成;密封垫片用于防止流体泄漏;压紧装置用于将板片压紧在框架上,保证换热器的密封性能。
特点板式换热器具有结构紧凑、换热效率高、占地面积小、维护方便等特点。
此外,板式换热器还具有多种板片组合方式,可适应不同流体的换热需求。
应用领域与发展趋势应用领域板式换热器广泛应用于供暖、空调、化工、食品、医药等领域。
在供暖领域,板式换热器可用于集中供暖系统中的热交换;在空调领域,可用于中央空调系统中的冷却和加热;在化工领域,可用于各种化工流程中的热量回收和温度控制。
发展趋势随着科技的不断进步和环保要求的提高,板式换热器将朝着更高效、更环保的方向发展。
一方面,研究者将不断优化板片结构和材料,提高换热效率和耐腐蚀性;另一方面,将加强智能化技术的应用,实现板式换热器的远程监控和智能控制,提高运行效率和安全性。
温度、热量和热能的概念及其关系热力学第一定律和第二定律的表述和意义热力学系统、边界、工质和热源的定义01热传导、热对流和热辐射三种传热方式的特点和区别02传热过程的基本定律和传热系数的概念03影响传热系数的因素和提高传热效率的方法流体的物理性质和流动状态流体静力学和动力学的基本原理流体在管道中的流动阻力和能量损失流体力学基础根据工艺要求确定所需换热量,考虑热损失和传热效率等因素。
换热量根据工艺要求确定进出口温度,考虑热媒性质和传热温差等因素。
进出口温度根据工艺要求确定允许的压力降,考虑流体性质和换热器结构等因素。
板式换热器选型计算书
板式换热器选型计算书板式换热器选型计算2、选型公式热负荷计算公式为Q=cmΔt,其中Q表示热负荷(kcal/h),c表示介质比热(Kcal/ Kg.℃),m表示介质质量流量(Kg/h),Δt表示介质进出口温差(℃)。
水的比热为1.0 ___℃。
换热面积计算公式为A=Q/K.Δt,其中A表示换热面积(m2),K表示传热系数(Kcal/ m2.℃),Δt表示对数平均温差。
板间流速计算公式为V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1),其中V表示板间流速(m/s),q表示体积流量,A和___表示单通道截面积,n表示流道数。
3、选型实例一(水-水)假设需要将水从20℃加热到70℃,流量为10m3/h。
根据公式Q=cmΔt,可以计算出热负荷Q=1.0×10^3×(70-20)×10=5×10^5kcal/h。
根据公式K=175,Δt=50,可以计算出换热面积A=5×10^5/175×50=114.3m2.根据公式V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1),可以计算出板间流速V=10×10^3/114.3×2×(70-20)/(70-20)=0.48m/s。
因此,可以选择BR0.5型号的板式换热器。
4、选型实例二(汽-水)假设需要将汽水混合物从100℃冷却至50℃,流量为10m3/h。
根据公式Q=cmΔt,可以计算出热负荷Q=0.5×10^3×(100-50)×10=2.5×10^5kcal/h。
根据公式K=1300,Δt=50,可以计算出换热面积A=2.5×10^5/1300×50=38.5m2.根据公式V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1),可以计算出板间流速V=10×10^3/38.5×2×(100-50)/(100-50)=1.04m/s。
板式换热器选型计算
板式换热器选型计算板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备,它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点,目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域,因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。
目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种,以下就三种算法的特点进行简要的说明。
一、手工简易算法计算公式:F=Wq/(K*△T)式中F —换热面积m2Wq—换热量WK —传热系数W/m2·℃△T—平均对数温差℃根据选定换热系统的有关参数,计算换热量、平均对数温差,设定传热系数,求出换热面积。
选定厂家及换热器型号,计算板间流速,通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线,查出实际传热系数及压降。
若实际传热系数小于设定传热系数,则应降低设定传热系数,重新计算。
若实际传热系数大于设定传热系数,而实际压降大于设定压降,则应进一步降低设定传热系数,增大换热面积,重新计算。
经过反复校核,直到计算结果满足换热系统的要求,最终确定换热器型号及换热面积大小。
这种算法的优点是计算简单,步骤少,时间短;缺点是结果不准确,应用范围窄。
造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线,而设计工况可能与之不符。
此外样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线仅为水―水换热系统,在使用中有很大的局限性。
以下给出佛山显像管厂总装厂房低温冷却水及40℃热水两套换热系统实例加以说明采用手工简易算法得出的计算结果与实测结果的差别:二、手工标准算法计算方法与步骤(一)工艺条件热介质进出口温度℃Th1 Th2流量m3/h Qh压力损失(允许值)MPa △Ph冷介质进出口温度℃Tc1 Tc2流量m3/h Qc压力损失(允许值)MPa △Pc(二)物性参数物性温度℃Th=(Th1+Th2)/2 Tc=(Tc1+Tc2)/2介质重度Kg/m3γh γc介质比热KJ/kg·℃Cph Cpc导热系数W/m·℃λh λc运动粘度m2/s νh νc普朗特数Prh Prc(三)平均对数温差(逆流)△T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1))或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 (分子等于零)(四)计算换热量Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W(五)设备选型根据样本提供的型号结合流量定型号,主要依据于角孔流速。
简单计算板式换热器板片面积
/view/fe40a766f5335a8102d2206a.html换热器基础知识简单计算板式换热器板片面积板式换热器文章2009-12-16 10:24:27 阅读113 评论0 字号:大中小订阅选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法:Q=K×F×Δt,Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热温差(一般用对数温差)传热系数取决于换热器自身的结构,每个不同流道的板片,都有自身的经验公式,如果不严格的话,可以取2000~3000。
最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。
换热器的分类与结构形式晨怡热管2008-1-22 15:19:56换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。
随着节能技术的飞速发展,换热器的种类越来越多。
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器,结构型式也不同,换热器的具体分类如下:一、换热器按传热原理可分为:1、表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。
表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。
2、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。
蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
3、流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器,是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
4、直接接触式换热器直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备,例如,冷水塔、气体冷凝器等。
二、换热器按用途分为:1、加热器加热器是把流体加热到必要的温度,但加热流体没有发生相的变化。
2、预热器预热器预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。
板式换热器换热面积的计算(知识参考)
板式换热器选型计算的方法及公式(1)求热负荷Q:Q=G.ρ.CP.ΔtQ—换热量(取冷热流体换热量的平均值),w;Δt—流体进出口温差,K。
(2)求冷热流体进出口温度:t2=t1+ Q /G .ρ .CP(3)冷热流体流量:G= Q / ρ .CP .(t2-t1 )(4)求平均温度差ΔtmΔtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2(5)选择板型若所有的板型选择完,则进行结果分析。
(6)由K值范围,计算板片数范围Nmin,NmaxNmin = Q / Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q / Kmin .Δtm .F P .β(7)取板片数N(Nmin≤N≤Nmax )若N已达Nmax,做(5)。
(8)取N的流程组合形式,若组合形式取完则做(7)。
(9)求Re,NuRe = W .de / νNu =a1.Re a2.Pr a3(10)求a,K传热面积Fa = Nu .λ / deK= 1 / 1/a h+1/ a c+γc+γc+δ/λ0F= Q /K .Δtm .β(11)由传热面积F求所需板片数NNNN= F/ Fp+ 2(12)若N<NN,做(8)。
(13)求压降ΔpEu = a4.Re a5Δp = Eu .ρ.W2.ф(14) 若Δp>Δ允,做(8);若Δp≤Δ允,记录结果,做(8)。
注: 1.(1)、(2)、(3)根据已知条件的情况进行计算。
2.当T1-t2=T2-t1时采用Δtm = (T1-t2)+(T2-t1)/23.修正系数β一般0.7~0.9。
4.压降修正系数ф,单流程ф度=1~1.2 ,二流程、三流程ф=1.8~2.0,四流程ф=2.6~2.8。
5.a1、a2、a3、a4、a5为常系数。
选型计算各公式符号的意义及单位符号意义单位符号意义单位Q 热负荷W Cp 比热KJ/kg℃ρ流体密度Kg/ m3Δtm 平均温差℃G 体积流量m3/s F 传热面积m2K 传统系数W/ m2℃W 流速m/sT1、T2热介质进出口温度℃t1、t2热介质进出口温度℃m 流程数n 流道数α对流换热系数W/ m2℃ f 单通道截面积m2ν运动粘度m2/s λ介质导热系数W/ m℃Δp 阻力损失Mpa Eu Eu = Δp / ρ. W2无量纲Re 雷诺数Re = W .de /ν无量纲de 当量直径m Nu Nu = de.α / γ无量纲Pr 普朗特数λ0板片导热系数W/ m℃t 板厚m β修正系数h、c 热、冷介质角标γP热介质污垢热阻m2℃/W γc冷介质污垢热阻。
板式换热器知识及优点分析
板式换热器知识及优点分析板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道, 通过板片开展热量交换。
板式换热器是液一液、液一汽开展热交换的理想设备。
它具有换热效率高、热损失小、构造紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。
在一样压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。
板式换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
板换换热效率高、占地面积小、维修方便、能够保护主机等,是最直观的优点。
中文名:板式换热器组成:板式换热器、平衡槽、热水装置等类型:框架式(可拆卸式)和钎焊式标准:GB16409-1996《板式换热器》优点:换热效率高、热损失小含义:由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器板式换热器构造图拆解可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和聚集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片开展热交换。
基本组成构造如下图:板式换热器和管壳式换热器相比较,具有的显著特点:1.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂的流道,使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺数(一般Re=50~200)下产生紊流,所以传热系数高,一般认为是管壳式的3~5倍。
2.对数平均温差大,末端温差小在管壳式换热器中,两种流体分别在管程和壳程内流动, 总体上是错流流动,对数平均温差修正系数小,而板式换热器多是并流或逆流流动方式,其修正系数也通常在0. 95左右,此外,冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流,因此使得板式换热器的末端温差小,对水换热可低于1℃,而管壳式换热器一般为5。
板换器的换热量是如何计算的
板换器的换热量是如何计算的?A=Q/K(Tr-△t)式中A为换热面积.Q为总换热量.K为导热系数,不同的材料导热系数不一样,相同的材料采用的介质不同其换热系数也不同,相同的材料如采用换热器的结构形式不同其K值选取也不同.由于题中未说明工艺条件,K值无法选取.Tr为较热介质的平均温度.△t为次热介质的平均温度.换热器的选型和计算板换的选型时一般有以下几个参数:1、功率,就是多少KW。
2、一次侧的进出口温度。
3、二次侧的进出口温度。
这五个参数有了以后就可以进行选型了。
另外有的厂家可能要一次侧和二次侧的流量,其实只要知道一次侧和二次侧的温度了就能算出流量来。
具体的应该参照GB151中的内容进行结构选型,并依据《化工原理》中有关传热学的公式进行计算。
实用空调供热设计,陆耀庆版,有详细选型过程,希望能帮到摘抄的一段,希望对楼主有帮助(手打公式,所以不太标准)板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程,目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU 法。
在计算机没有普及的时候,各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。
目前,越来越多的厂家采用计算机计算,这样,板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。
以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法,该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。
以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的:总传热量(单位:kW).一次侧、二次侧的进出口温度一次侧、二次侧的允许压力降最高工作温度最大工作压力如果已知传热介质的流量,比热容以及进出口的温度差,总传热量即可计算得出。
温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系,在换热器保温良好,无热损失的情况下,对于稳态传热过程,其热流量衡算关系为:(热流体放出的热流量)=(冷流体吸收的热流量)在进行热衡算时,对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
板式换热器传热系数的确定
板式换热器传热系数的确定以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的: , 总传热量(单位:kW)., 一次侧、二次侧的进出口温度, 一次侧、二次侧的允许压力降, 最高工作温度, 最大工作压力如果已知传热介质的流量,比热容以及进出口的温度差,总传热量即可计算得出。
温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系,在换热器保温良好,无热损失的情况下,对于稳态传热过程,其热流量衡算关系为:(热流体放出的热流量)=(冷流体吸收的热流量)在进行热衡算时,对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
(1) 无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量,W;mh,mc-----热、冷流体的质量流量,kg/s;Cph,Cpc------ 热、冷流体的比定压热容,kJ/(kg?K); T1,t1 ------热、冷流体的进口温度,K;T2,t2------ 热、冷流体的出口温度,K。
(2)有相变化传热过程两物流在换热过程中,其中一侧物流发生相变化,如蒸汽冷凝或液体沸腾,其热流量衡算式为:一侧有相变化两侧物流均发生相变化,如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热,J/kg;D,D1,D2--------相变物流量,kg/s。
对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算,则应按以上方法分段进行加和计算。
对数平均温差(LMTD)对数平均温差是换热器传热的动力,对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差,介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。
在一些特殊情况下,用算术平均温差代替对数平均温差。
逆流时: 并流时:热长(F)热长和一侧的温度差和对数平均温差相关联。
F = dt/LMTD 以下四个介质的物理性质影响的传热密度、粘度、比热容、导热系数总传热系数总传热系数是用来衡量换热器传热阻力的一个参数。
板式换热器换热系数或传热系数对换热面积的影响
板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备。
尽管其发展已有近百年历史,且在国民经济的少数部门(如食品、制药)有着比较广泛的应用,但是由于耐温、耐压、耐腐蚀能力而制约其在各个部门的全面推广和应用。
进入80年代以来,由于制造技术、垫片材料的不断进步以及传热理论的不断完善,板式换热器的应用越来越受到工业生产部门的重视。
要确定一项强化传热新技术是否先进,必须对其进行评价。
但在实际的使用中,出现了多种评价强化传热的方法与评价指标。
有人主张采用换热量Q与消耗的泵(或风机)的功率N的比值,即能量系数作为评价指标,类似的也广泛采用K/ΔP以及无因次化的Nu/ζ来进行评价,为了更准确地反映强化传热的性能,进一步也可以使用K/ΔP1/3及Nu/ζ1/3作为指标。
随着传热技术的发展,换热器日益向体积小、重量轻的方向发展,同时在提高效率的前提下,要求操作费用降低。
在综合分析的基础上,提出了一套较为完整的性能评价数据,即维持输送功率、传热面积、传热负荷3因素中的两因素不变,比较第3因素的大小以评定传热性能的好坏。
这些评价都只是分析换热器的能量在数量上转换、传递、利用和损失的情况,即以热力学第一定律为基础。
为了更准确地反映热量交换过程能量在质量上的损失,在理论研究中也提出了许多基于热力学第二定律的评价方法,即分析换热器中火用的转换、传递、利用和损失的情况。
而进行技术推广应用时,还应考虑采用强化换热技术后管子等价格的增加和运行费用的变化,运用经济核算的方法进行评价,即热经济学的评价方法。
而在实际的使用过程中,进行强化传热新技术、新方法的研究更多采用简单易用的单一参数K,ΔP以及单一参数组合而成的K/ΔP,K/ΔP1/3来进行评价[9~11]。
而基于热力学第二定律的方法在设计过程中可用来判断换热器的性能,作为进一步改善的依据,但在工程上缺乏实用性。
a.提高板片的表面传热系数由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流( 雷诺数一1 5 0时 ),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。
板式换热器换热效率计算公式
板式换热器换热效率计算公式板式换热器换热效率计算公式是一种用于估算板式换热器的换热效率的方法。
它可以帮助工程师准确地判断所选择的板式换热器是否能够满足特定应用中的换热性能要求。
板式换热器换热效率计算公式是基于对流和热传导原理,主要考虑了气体流动、传热表面径向传热、换热介质传热等因素,以内部换热表面热阻为基本参数,采用模型参数化方法计算换热器的换热效率。
常用的板式换热器换热效率计算公式有三种,分别是Kern公式、LMTD公式和NTU公式。
1. Kern公式:Kern公式(Eq. 1) 是根据Kern在1938年提出的单一板式换热器换热效率公式,可以用来评价单一板式换热器的换热效率。
该公式可以用来求解单一板式换热器的换热效率:η = (1 - (R_A / R_B)) × 100%其中,R_A 和 R_B 分别表示单一板式换热器的内表面热阻和外表面热阻。
2. LMTD公式:LMTD公式是根据Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD)原理推导出的板式换热器换热效率计算公式,可以用来评价板式换热器的换热效率。
该公式可以用来求解板式换热器的换热效率:η = U × A × ∆Tm / Q其中,U 表示板式换热器的传热系数,A 表示板式换热器的换热面积,∆Tm 表示板式换热器的平均温差,Q 表示板式换热器的换热量。
3. NTU公式:NTU公式是根据Number of Transfer Units (NTU)原理推导出的板式换热器换热效率计算公式,可以用来评价板式换热器的换热效率。
该公式可以用来求解板式换热器的换热效率:η = 1 - e^(-NTU)其中,NTU 表示板式换热器的传热系数与换热面积之积;e 为自然指数常数,其值约为2.718。
板式换热器换热效率计算公式可以用来估计板式换热器的换热效率,并且可以帮助工程师确定所选择的板式换热器是否能够满足特定应用中的换热性能要求。
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传热效率高:
板片波纹的设计以高度的薄膜导热系数为目标,板片波纹所形成的特殊流道,使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流(湍流),扰动流又有自净效应以防止污垢生成因而传热效率很高。
一般地说,板式换热器的传热系数K值在3000~6000W/m2.oC范围内。
这就表明,板式换热器只需要管壳式换热器面积的1/2~1/4 即可达到同样的换热效果。
随机应变:
由于换热板容易拆卸,通过调节换热板的数目或者变更流程就可以得到最合适的传热效果和容量。
只要利用换热器中间架,换热板部件就可有多种独特的机能。
这样就为用户提供了随时可变更处理量和改变传热系数K值或者增加新机能的可能。
热损失小:
因结构紧凑和体积小,换热器的外表面积也很小,因而热损失也很小,通常设备不再需要保温。
使用安全可靠:
在板片之间的密封装置上设计了2道密封,同时又设有信号孔,一旦发生泄漏,可将其排出热换器外部,即防止了二种介质相混,又起到了安全报警的作用。
有利于低温热源的利用:
由于两种介质几乎是全逆
流流动,以及高的传热效果,板式
换热器两种介质的最小温差可达到
1oC。
用它来回收低温余热或利用低
温热源都是最理想的设备。
冷却水量小:
板式换热器由于其流道的几何形状所致,以及二种液体都又很高的热效率,故可使冷却水用量大为降低。
反过来又降低了管道,阀门和泵的安装费用。
占地少,易维护:
板式换热器的结构极为紧凑,在传热量相等的条件下,所占空间仅为管壳式换热器的1/2~1/3。
并且不象管壳式那样需要预留出很大得空间用来拉出管束检修。
而板式换热器只需要松开夹紧螺杆,即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面,且拆装很方便。
阻力损失少:
在相同传热系数的条件下,板式换热器通过合理的选择流速,阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围内。
投资效率高:
在相同传热量的前提下,板式换热器与管壳式换热器相比较,由于换热面积,占地面积,流体阻力,冷却水用量等项目数值的减少,使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用大大降低,特别是当需要采用昂贵的材料时,由于效率高和板材薄,设备更显经济。
艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司是总部位于英国的全球著名板式换热器制造商和维护商ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司PHE LIMITED 的全资子公司,是专业生产可拆式板式换热器(PHE)、换热器密封垫
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