板式换热器换热系数或传热系数
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。
板式换热器国家标准
板式换热器国家标准板式换热器是一种常用的热交换设备,具有结构紧凑、热效率高、占用空间小等优点。
为了保证板式换热器的安全可靠运行,我国制定了一系列国家标准。
下面将介绍板式换热器的国家标准的一些要点。
一、产品分类根据板式换热器的结构和用途,国家标准将其分为不同的分类。
其中包括根据换热介质(液体、气体)、板式材料(金属、非金属)、换热方式(直接式、间接式)等分类。
二、产品参数国家标准规定了板式换热器的主要参数,包括换热面积、板间距、板高度、板块数量、冷却面积比等。
这些参数的设计和选择要根据具体的使用条件和换热要求来确定,以保证换热器的性能和效率。
三、产品结构和材料国家标准要求板式换热器的结构应合理、可靠,且易于维修和清洗。
标准还规定了板式换热器的材料,包括板材、密封垫片、接触件等。
这些材料要具有一定的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性,以保证换热器的安全运行。
四、产品性能和试验国家标准要求板式换热器的换热性能要符合规定的要求,包括传热系数、压降、温差等。
标准还规定了换热器的一系列试验方法和要求,用于评估产品的质量和性能。
五、产品安装和维护国家标准要求板式换热器的安装应符合相关的规定,包括管道连接、支撑和固定等。
标准还规定了换热器的维护和保养要求,包括清洗、维修、更换密封件等。
六、产品标识和包装国家标准规定了板式换热器的标识要求,包括产品名称、型号、规格、厂家信息等。
标准还规定了换热器的包装要求,以保证产品在运输和储存过程中不受损。
以上是板式换热器国家标准的一些要点,这些标准的制定和执行将有助于提高板式换热器的质量和安全性,促进行业的发展和进步。
在使用板式换热器时,用户应遵守相关的标准要求,以确保设备的正常运行和使用效果。
七、标准的适用范围和引用标准国家标准明确了适用范围,即规定了标准所适用的板式换热器的类型、规格和使用环境等。
此外,标准还引用了其他相关的国家标准,以补充和完善对板式换热器的规范要求。
八、技术要求国家标准对板式换热器的技术要求进行了详细规定。
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Q=Mh*Cph(T1-T2)=Mc*Cpc(t1-t2)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);(水蒸气的比热容跟水的比热容一样)T1,t1 ------热、冷流体的进口温度,K;T2,t2------热、冷流体的出口温度,K。
(注:比热:何物质当加进热量,它的温度会升高。
但相同质量的不同物质,升高同样温度时,其所加进的热量是不一样的。
为相互比较,把l kg水温度升高1 ℃所需的热量定为4.19kJ。
以此作为标准,其它物质所需的热量与它的比值,称为比热。
如l kg水温度升高l℃需4.19kJ,则比热值为4.19kJ(kg•℃),而l kg铜温度升高l ℃只需0.39kJ,则铜的比热为0.39kJ(kg•℃)。
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+ QT2 = 热侧出口温度3 s' _% s5 s. T" D0 q4 bt1 = 冷侧进口温度& L8 ~: |; B: t2 M2 w$ zt2= 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: I4 ~0 N' I) Wmh,mc-----热、冷流体的质量流量,kg/s;+ Z: I9 b- h9 h" r3 P) {/ ^Cph,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。
板式换热器技术规格书
板式换热器技术规格书技术规格书一、产品概述二、技术参数1.换热面积:板式换热器的换热面积为XXX平方米。
2.最大设计压力:板式换热器的最大设计压力为XXXMPa。
3.最大设计温度:板式换热器的最大设计温度为XXX℃。
4.工作介质:板式换热器的工作介质为XXX。
5.流量范围:板式换热器的设计流量范围为XXXm³/h。
6.热传导系数:板式换热器的热传导系数为XXXW/(m²·℃)。
7.腐蚀防护:板式换热器的腐蚀防护采用XXX材质。
三、技术要求及性能指标1.换热效率:板式换热器的换热效率应达到XXX以上。
2.压降:板式换热器的单侧压降不应超过XXXPa。
3.泄漏率:板式换热器在最大设计压力下的泄漏率不得超过XXX%。
4.清洗周期:板式换热器的清洗周期应不少于XXX个工作周期。
5.尺寸要求:板式换热器的尺寸应符合设计要求,横截面积及顶底板厚度应满足强度要求。
6.耐压性能:板式换热器应能承受设计压力下的静压试验。
7.使用寿命:板式换热器的设计使用寿命为XXX年。
8.安全性:板式换热器的安全系统应符合国家相关安全标准,并具备过压、过温等保护功能。
四、检测与验收1.板式换热器应符合国家相关标准和技术规范的要求,并具备产品合格证明文件。
3.出厂前应对板式换热器进行全面检查和验收,确保产品质量符合技术规格书的要求。
五、工程实施要求1.板式换热器的设计、制造、安装和调试应符合国家相关规范和标准。
2.板式换热器的安装过程中,应注意避免与其他设备、管线等发生碰撞,保证设备的完好无损。
3.设备安装完成后,应进行调试并记录相关参数以验证板式换热器的性能。
4.设备维护保养应按照制造商提供的操作手册进行,并定期对设备进行检查和维护。
六、售后服务1.供应商将提供一份完整的产品操作手册,包括设备的使用、安装、维护等内容。
2.提供一年的免费维修保修服务,保证设备正常运行。
3.供应商将提供技术支持,协助用户解决设备运行中的问题。
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。
板式换热器换热面积选型计算
板式换热器换热面积选型计算板式换热器是一种常用的换热设备,广泛应用于石油化工、化肥、冶金、医药、食品、造纸等行业中。
选用合适的换热面积对于保证换热器的正常工作和提高换热效果至关重要。
下面将详细介绍板式换热器换热面积的选型计算。
首先,我们需要明确一些基本概念和参数。
1.热传导方程热传导方程描述了热量传递的基本原理。
对于板式换热器而言,可以简化为以下形式:Q = U * A * ΔTlm其中,Q为换热器的换热量,U为整体换热系数,A为换热面积,ΔTlm为对数平均温差。
2.对数平均温差对数平均温差是计算换热器换热面积的重要参数。
对于共流、逆流和交叉流三种流体流向情况,计算公式如下:对于共流:ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)对于逆流:ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)对于交叉流:ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ΔT3 = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 /ΔT2)3.整体换热系数整体换热系数U是指在一定流量、温度条件下,单位换热面积上的热量传递量与平均温差之比。
换热器的整体换热系数由传热面的材料、换热介质、流体流速等因素决定。
一般在选型计算中,根据具体工艺要求和经验值确定整体换热系数。
4.温差温差指的是进出口流体的温度差,能够直观地展示换热器的换热效果。
温差越大,热传导速率越快,换热效果越好。
在进行板式换热器换热面积选型计算时,可以按照以下步骤进行:1.确定换热介质及其物性参数首先,需要明确换热的介质是什么,包括名称、流量、进出口温度等参数。
然后,根据介质的物性参数如比热容、导热系数等,计算出介质的换热特性。
2.确定换热方式和流体流向根据具体工艺要求和换热效果需求,确定换热方式是共流、逆流还是交叉流。
根据实际工艺条件,确定流体的流向。
3.确定整体换热系数根据具体工艺要求和经验值,确定整体换热系数。
4.计算对数平均温差根据确定的换热方式和流体流向,利用对数平均温差计算公式,计算出对数平均温差ΔTlm。
板式换热器与管壳式的换热器比较
板式换热器与管壳式的换热器比较板式换热器与管壳式的换热器比较?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℃o3.占地面积小板式换热器构造紧凑,单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍,也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所,因此实现同样的换热量,板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5^1/10.4.容易改变换热面积或流程组合,只要增加或减少几张板,即可到达增加或减少换热面积的目的;改变板片排列或更换几张板片,即可到达所要求的流程组合,适应新的换热工况,而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
5.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.Γθ.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.(Γ2∙5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
6.价格低采用一样材料,在一样换热面积下,板式换热器价格比管壳式约低40%^60%.7.制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工,标准化程度高,并可大批生产,管壳式换热器一般采用手工制作。
8.容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓,即可松开板束,卸下板片开展机械清洗,这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
9.热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中,因此散热损失可以忽略不计,也不需要保温措施。
而管壳式换热器热损失大,需要隔热层。
10.容量较小是管壳式换热器的10%~20%.∏.单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小,传热面上有凹凸,因此比传统的光滑管的压力损失大。
板式换热器国家标准
板式换热器国家标准板式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、电力、冶金等行业。
为了确保板式换热器的安全、高效运行,我国制定了一系列的国家标准,规范了板式换热器的设计、制造、安装、使用和维护。
本文将对板式换热器国家标准进行介绍,以便相关行业人士更好地了解和遵守相关规定。
首先,板式换热器国家标准对于设备的设计和制造提出了严格的要求。
在设计方面,标准规定了板式换热器的结构、尺寸、材质、工作压力等参数,以及换热面积、传热系数等性能指标。
在制造方面,标准要求生产厂家必须具备相应的生产设备和工艺,并严格按照标准规定进行制造,保证产品质量符合要求。
其次,标准对于板式换热器的安装和使用也做出了详细的规定。
在安装方面,标准要求安装人员必须具备相关的资质和经验,按照标准的要求进行安装,并做好相关的验收工作。
在使用方面,标准规定了换热器的操作注意事项、维护周期、清洗方法等,以确保设备的安全稳定运行。
此外,标准还对板式换热器的维护和检修提出了具体要求。
在维护方面,标准规定了换热器的定期检查项目和周期,包括换热面清洗、密封件更换、管束检查等内容。
在检修方面,标准要求对于换热器的大修和更换部件必须由具备相应资质的维修单位进行,并做好相关的记录和报告。
总的来说,板式换热器国家标准的制定和执行,对于保障设备的安全运行、提高换热效率、延长设备使用寿命具有重要意义。
各相关行业的企业和从业人员应当严格遵守相关标准要求,做好设备的设计、制造、安装、使用和维护工作,以确保设备的安全可靠运行,为行业的发展做出贡献。
在实际操作中,我们需要不断加强对板式换热器国家标准的学习和理解,结合实际工作进行具体实施。
只有做到规范操作、严格遵守标准,才能保证设备的安全稳定运行,提高生产效率,降低生产成本,为企业创造更大的经济效益。
总之,板式换热器国家标准的实施对于行业的发展和设备的安全运行具有重要意义。
我们应当认真学习和贯彻执行相关标准要求,做好设备的设计、制造、安装、使用和维护工作,为行业的可持续发展做出积极贡献。
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;m h,m c-----热、冷流体的质量流量,kg/s;C ph,C pc------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。
板式换热器换热计算所使用到的公式和常用参数
板式换热器换热计算所使用到的公式和常用参数
1、换热的热平衡公式:
热介质质量* 热介质比热*(热介质进口温度- 热介质出口温度)
=冷介质质量* 冷介质比热*(冷介质出口温度- 冷介质进口温度)
其中,质量单位是kg,温度单位是℃,比热单位是KJ/(㎏*℃)
常用的物质的比热:C油= 2.2KJ/(㎏*℃) C水= 4.18KJ/(㎏*℃)
C脂肪酸= 2.8KJ/(㎏*℃)
蒸汽的总热能:=(C水*△T+蒸发焓2257KJ)/kg
2、板式换热器的传热公式:
Q= A * K * LMTD
其中,Q=换热量,单位是W
K=传热系数,单位是W/m2℃
A=有效换热面积,单位是m2
LMTD=对数平均温差=((热介质进口温度-冷介质出口温度)-(热介质出口温
度- 冷介质进口温度))/ln((热介质进口温度-冷介质出口温度)/(热介质出口温度- 冷介质进口温度))
常用几种换热的传热系数参考值:
水冷却油时的换热系数是:0.62 W/m2℃
油冷却油时的换热系数是:0.50 W/m2℃
蒸汽加热油时的换热系数是:0.85 W/m2℃
3、流体管道压力损失计算公式:△P=(0.02*v2/d)*ρ*L
其中:△P--代表流体在管道中的压力损失,单位Pa
v---代表流体在管道中的流速,单位米/秒
d---代表流体流过的管道直径,单位米ρ--代表流体的密度,单位千克/米3 L---代表管道长度,单位米。
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。
板式换热器选型与计算方法
板式换热器选型与计算方法板式换热器的选型与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。
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。
2003436.02.9703.010m 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481072.003436.03=⨯==-d r r f f n 被加热水流道数为261072.001868.03=⨯==-d l l f f n 加热水实际流速s m f n G w r d r r /298.02.9701072.0481030=⨯⨯⨯==-ρ 被加热水实际流速s m f n Gw l d l l /3.02.9911072.02656.53=⨯⨯⨯==-ρ 7、传热系数查图知当流速为0.3m/s 时传热系数为3100w/m 2.K 。
8、传热温差()()()()℃396595207065952070)()()()(11221122=-----=-----=∆In t t In t t t p ττττ 9、传热面积266.83931001046750m t K Q F p =⨯=∆= 10、需要的片数7212.066.8===d F F N 11、实际片数考虑一个富裕量。
板式热交换器换热系数和传热系数
1、提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数,减小污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能有效提高换热器的传热系数。
(1)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(雷诺数一150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。
板片的波形包括人字形、平直形、球形等。
经过多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形(正弦形表面传热系数最大,压力降较小,受压时应力分布均匀,但加工困难?)的人字形板片具有较高的表面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数越大。
(2)选用热导率高的板片板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。
不锈钢的导热性能好,热导率约14.4W/(m.K),强度高,冲压性能好,不易被氧化,价格比钛合金和铜合金低,供热工程中使用最多,但其耐氯离子腐蚀的能力差。
(3)减小污垢层热阻减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。
板片结垢厚度为1mm时,传热系数降低约10%.因此,必须注意监测换热器冷热两侧的水质,防止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。
有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀,在供热介质中添加药剂,因此必须注意水质和黏剂引起杂物沾污换热器板片。
如果水中有黏性杂物,应采用专用过滤器进行处理。
选用药剂时,宜选择无黏性的药剂。
(4)减小板片厚度板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关,与换热器的承压能力有关。
板片加厚,能提高换热器的承压能力。
采用人字形板片组合时,相邻板片互相倒置,波纹相互接触,形成了密度大、分布均匀的支点,板片角孑L及边缘密封结构已逐步完善,使换热器具有很好的承压能力。
国产可拆式板式换热器最大承压能力已达到了2.5MPa.板片厚度对传热系数影响很大,厚度减小0.1mm,对称型板式换热器的总传热系数约增加600W/(m.K),非对称型约增加500W/(m.K)¨.在满足换热器承压能力的前提下,应尽量选用较小的板片厚度。
板式换热器的传热系数和阻力分析以及计算方法
板式换热器的传热系数和阻力分析以及计算方法
什幺是板式换热器
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,通过板片进行热量交换。
板式换热器是液液、液汽进行热交换的理想设备。
它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。
在相同压力损失情况下,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。
板式换热器的传热系数和阻力分析
换热器中常使用换热器的传热而积和传热系数述语,这是一种习惯的有特定含义的名称。
因为换热器间壁两侧的表面积可能不同,所谓换热器的传热面积实际上指约定的某一侧的表而积,习惯上一般把换热系数较小的一侧的流体所接触的壁面表面积称为该换热器的传热面积,相对于该传热而积,单位时间、单位而积、在单位温差下所传递的热流量,称为该换热器的传热而积,因此传热系数也是相对于约定的某一侧的表而积而言的。
在换热器结构和估算中使用传热而积和传热系数是方便的。
而在换算器传热分析。
板式换热器选型计算的方法及公式
对数温差△t=((Ti-to)-(To-ti))/ln((Ti-to)/(To-ti))Ti:热流体进口温度,单位(K)To:热流体出口温度,单位(K)ti:冷流体进口温度,单位(K)to:冷流体出口温度,单位(K)ln:自然对数用板式换热器就是要选择板片的面积,它的选择主要有两种方法,但这两种都比较难理解,最简单的是套用公式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。
一般东北的热负荷选65W/平方米,乘以建筑面积得总的热负荷,然后通过:热负荷等于流量乘以温差来求得流量等相关技术参数,最后换算出换热面积。
建议选用板式换热器。
板式换热器选型设计原则及方法板式换热器选型计算的方法及公式发布时间:2008-05-27(1) 求热负荷QQ=G.ρ.CP.Δt(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.Rea2.Pra3(10)求a,K传热面积Fa = Nu .λ/ deK= 1 / 1/ah+1/ac+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)。
板式换热器简易计算表
板式换热器简易计算表1.换热面积计算:换热面积是板式换热器的重要参数,用于决定换热效果和换热器的尺寸。
其计算公式为:A = Q / (U × ΔTlm)其中,A为换热面积,单位为平方米;Q为热量传递率,单位为千瓦;U为整体传热系数,单位为千瓦/平方米·摄氏度;ΔTlm为对数平均温差,单位为摄氏度。
2.弹性计算:在实际操作中,常常需要进行弯曲或挤压板式换热器的弹性计算。
弹性计算可以通过以下步骤进行:(1)计算换热器的最大应力:σ=M×y/I其中,σ为最大应力,单位为帕斯卡;M为挤压力矩,单位为牛顿·米;y为换热器的远离中心轴的最大距离,单位为米;I为惯性矩,单位为米的四次方。
(2)计算挤压压力:P=σ×A其中,P为挤压压力,单位为牛顿;A为换热器截面的面积,单位为平方米。
(3)判断换热器的弹性:比较挤压压力和材料的临界弹性极限,若挤压压力小于临界弹性极限,则换热器满足弹性要求。
3.流体流量计算:在设计和运行板式换热器时,需要正确计算流体的流量。
流体流量的计算公式如下:m=ρ×v×A其中,m为流体的质量流量,单位为千克/秒;ρ为流体的密度,单位为千克/立方米;v为流体的速度,单位为米/秒;A为流体的横截面积,单位为平方米。
4.热传导计算:Q=k×A×ΔT/d其中,Q为热量,单位为千焦耳;k为热导率,单位为千焦耳/米·秒·摄氏度;A为传热面积,单位为平方米;ΔT为温差,单位为摄氏度;d为传热距离,单位为米。
以上是板式换热器的简易计算表,供参考使用。
但是需要注意的是,实际应用中,还需要考虑更多的因素,例如流体的参数、换热器的材料、温度差等,以获得准确的计算结果。
因此,在实际工程中,建议结合具体条件进行更详细和准确的计算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
板片的波形包括人字形、平直形、球形等。
经过多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形 ( 正弦形表面传热系数最大,压力降较小,受压时应力分布均匀,但加工困难…) 的人字形板片具有较高的表面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数越大。
b.减小污垢层热阻
减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。
板片结垢厚度为1mm时,传热系数降低约10%。
因此,必须注意监测换热器冷热两侧的水质,防止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。
有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀,在供热介质中添加药剂,因此必须注意水质和黏性药剂引起杂物沾污换热器板片。
如果水中有黏性杂物,应采用专用过滤器进行处理。
选用药剂时,宜选择无黏性的药剂。
c.选用热导率高的板片
板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。
不锈钢的导热性能好,热导率约14.4W/( m·K),强度高,冲压性能好,不易被氧化,价格比钛合金和铜合金低,供热工程中使用最多,但其耐氯离子腐蚀的能力差。
d.减小板片厚度
换热器板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关,与换热器的承压能力有关。
板片加厚,能提高换热器的承压能力。
采用人字形板片组合时,相邻板片互相倒置,波纹相互接触,形成了密度大、分布均匀的支点,板片角孑L及边缘密封结构已逐步完善,使换热器具有很好的承压能力。
国产可拆式板式换热器最大承压能力已达到了2.5M P a 。
板片厚度对传热系数影响很大,厚度减小 0.1mm,对称型板式换热器的总传热系数约增加 6 0 0W/( m ·K),
非对称型约增加500W/( m·K) ¨。
在满足换热器承压能力的前提下,应尽量选用较小的板片厚度。
总而言之,只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数,减小污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能有效提高换热器的传热系数。
艾瑞德依靠英国ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司的先进换热技术和生产制造技术,并结合英国ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司独有的A系列板型,致力于ARD 艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司板式换热器在中国市场的推广和应用。
且用户自己独特的选型软件根据不同工况测算出最适合的换热器面积,使其达到最优换热效果。
艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司是专业生产可拆式板式换热器(PHE)、换热器密封垫(PHE GASKET)、换热器板片(PHE PLATE)并提供板式换热器维护服务(PHE MAINTENANCE)的专业换热器厂家。
艾瑞德(ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司)在全球设有多个标准化工厂及库存中心,服务和销售网点遍布全球。
ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司拥有世界上最先进的设计和生产技术以及最全面的换热器专业知识,一直以来ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器,目前已有超过50,000台的板式换热器良好地运行于各行业,ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司已发展成为可拆式板式换热器领域的全球领导者。
ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司同时也是板式换热器配件(换热器板片和换热器密封垫)领域全球排名第一的供应商和维护商。
能够提供世界知名品牌(包括:阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、日阪/HISAKA、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等)的所有型号的板式换热器板片和垫片。
全球约有1/5的板式换热器正在使用ARD 艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司提供的换热器配件或接受ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司的维护服务(包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务)。
无论您身在何处,无论您有什么特殊要求,ARD艾瑞德板式换热器(江阴)有限公司都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。