气热交换器设计计算

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热交换器计算示例-精

《热交换器计算示例》2.6 管壳式热交换器[例2.2] 试对固定管板的管壳式煤油冷却器进行传热计算、结构计算和阻力计算。

在该热交换器中，要求将14 t/h的T-1煤油由140 ℃冷却到40 ℃，冷却水的进、出口水温为30 ℃和40 ℃，煤油的工作表压力为0.1 MPa，水的工作表压力为0.3 MPa。

[解]由已知条件，选用两台〈1－2〉型管壳式热交换器串联工作，水的结垢性强，工作压力也较高，故使其在管程流动，而煤油的温度、压力均不高，且较洁净，在壳程流动也是合适的，计算过程和结果列于表2.11中。

表2.11 例2.2计算表格3.1 螺旋板式热交换器[例3.1] 试设计一台螺旋板式热交换器，将质量流量3 000kg/h的煤油从t′1= 140℃冷却到t″1=40℃。

冷却水入口温度t′2=30 ℃，冷却水量为M2=15 m3/h。

[解]①煤油的热物性参数值煤油平均温度按卡路里温度计算，即t1m＝t″1＋F c (t′1－t″1)＝40＋0.3(140－40)＝70℃。

查得煤油在70℃时物性参数值：黏度μ1＝10.0×10－4kg/(m·s)，导热系数λ1＝0.14 W/(m·℃)，比热c p1＝2.22×103J/(kg·℃)，密度ρ1＝825 kg/m3。

②传热量QQ＝M1 c p1 (t′1－t″1)＝3 000×2.22×103×(140－40)＝666 000×103J/h③冷却水出口温度t″2由Q＝M2 c p2 (t″2－t′2)，得t″2＝QM2c p2＋t′2＝666 000×10315×994×4.18×103＋30＝40.6℃④冷却水的热物性参数值冷却水的平均温度t2m＝t′2＋t″22＝35.3℃，冷却水在该温度下的热物性参数值为：黏度μ2＝7.22×10－4kg/(m·s)，导热系数λ2＝0.627 W/(m·℃)，比热c p2＝4.18×103J/(kg·℃)，密度ρ2＝994 kg/m3。

1 热交换器的热基本计算

Q-热负荷，W; M1,M2- 分别为热流体与冷流体的质量流量，kg/s； h1，h2-分别为冷热流体的焓，J/kg； 1代表热流体，2代表冷流体；
代表流体的进口状态，代表流体的出口状态。
热计算基本方程式
热平衡方程式
Q M1 h1 h1 M 2 h2 h2
当流体无相变时，热负荷也可用下式表示：
为修正系数
其它流动方式时的平均温差
tm tlm,c
若令
t2 t2 冷流体的加热度 P t2 两流体的进口温差 t1 t1 热流体的冷却度 t1 R t2 冷流体的加热度 t2
P的数值代表了冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率，称为温度效率，恒小于1。 R是冷流体的热容量与热流体的热容量之比，可以大于1、等于1或小于1。
t t e
μkA
t x t e
-μ kAx
t ln μ kA t
t t t t tm ( 1) t t t ln ln t t
由于式中出现了对数，故常把tm称为对数平均温差。
d dt1 qm1c1 d dt2 qm 2c2
由于qm1c1和qm2c2 不变，则d↓ ， dt1、dt2↓
故沿着流体流动方向，冷热流体温度变化渐趋平缓，温度分布曲线形状的凹向不可能反向。
逆流情况下的平均温差
逆流换热器中冷、热流体温度的沿程变化如下图。
d k[t1 ( x) t2 ( x)]dA kt ( x)dA
d[t ( x)] k t ( x)dAx
顺流情况下的平均温差
1 1 d[t ( x)] dt1 ( x) dt2 ( x) qm1c1 qm2c2 d d

换热器热量计算范文

换热器热量计算范文换热器（也称热交换器）是一种用于传递热量的设备，广泛应用于工业领域，例如电厂、石化厂、制药厂等。

在热量计算中，准确地估算换热器的换热量是非常重要的。

本文将探讨换热器热量计算的基本原理、常见类型以及计算方法。

换热器热量计算的基本原理是根据热传导的基本规律，即热量会从高温区域传递到低温区域。

通过控制流体在换热器内的流动，我们可以有效地将热量从热源传递给冷源。

换热器的热量传递主要依靠传感器和换热介质的流量、温度以及热传导系数等参数的测量。

换热器的类型可以分为两大类：直接换热和间接换热。

直接换热是指热量直接传递给流体，例如将蒸汽直接传递给水，实现水的加热。

间接换热则是通过换热介质传递热量，例如将燃气燃烧后产生的热量传递给水，实现热水的供应。

在实际的热量计算中，我们需要考虑很多因素，例如换热器的尺寸、材质、设计参数等。

其中，最重要的参数是热传导系数（U值）、传热面积（A值）和温差（ΔT值）。

热传导系数是指换热器材料传导热量的能力，它越大表示材料的导热性能越好。

传热面积是指换热器用于传递热量的表面积，它越大表示换热器能够处理的热量越大。

温差是指热源和冷源之间的温度差异，它越大表示换热能力越强。

根据这些参数，我们可以利用传热方程来计算换热器的热量。

传热方程的一般形式为Q=U*A*ΔT，其中Q表示换热器的热量，U表示热传导系数，A表示传热面积，ΔT表示温差。

实际的换热器热量计算需要考虑更多的因素，例如流体的物性参数、换热器的工作条件等。

在计算过程中，我们需要采集流体的温度、流量等实时数据，并根据热传导方程进行计算。

常见的方法包括传感器测量法、平均温度差法、传热系数法等。

传感器测量法是通过安装温度传感器和流量计等仪器，实时监测流体的温度和流量，从而计算换热器的热量。

这种方法精度较高，但对仪器的要求也较高。

平均温度差法是通过计算热源和冷源之间的平均温度差来估算换热器的热量。

这种方法简单易用，但精度相对较低。

热交换器计算及设计

校核性热力计算
针对现成的热交换器，目的在于确定流体的出口温度，并了解该换热器在各种工况下的性能变化，判断能否完成非设计工况下的换热任务
热交换器热力计算核心参数
传热面积＆传热量
热流体出冷流体入口温度口温度
热流体入口温度
冷流体出口温度
热力计算的核心在于寻找上面五个物理量之间的关系
换热器设计基本关系式
制糖造纸工业中的蒸发器等等化工、航天、机械制造、食品、医药行业中。。
凝汽式燃煤电厂生产过程
凝汽部分换热过程
低压加热器
除氧器换热过程
高压加热器
省煤器
过热器
空预器
对换热器的基本要求
满足工艺要求，热交换强度高，热损失小工艺结构在工作温度压力下不易遭到破坏，
制造简单，维修方便，运行可靠设备紧凑（对于航天、余热利用、大型设
按照传送热量的方法：间壁式、混合式、蓄热式（回热式）、流体耦合间接式等
按照流动方向的分类
a. 顺流 b. 逆流 c. 交叉流（错流） d. 总趋势为逆流的四次
错流 e. 总趋势为顺流的四次
错流 f. 混流式：先顺后逆平
行流 g. 混流式：先逆后顺的
串联混和流
按照热量传输方式划分
间壁式换热器冷流体和热流体之
该类型热交换器的管子常用直管（蛇管）或螺旋弯管（盘管）组成传热面，将管子沉浸在液体的容器或池内
多用于液体预热器、蒸发器或气体冷却、冷凝管外液体中的传热以自然对流方式进行，传热系数低，体
积大，但是结构简单、制造、修理、清洗方便。
沉浸蛇管换热
管式热交换器类型
－喷淋式热交换器
该类型热交换器将冷却水直接喷淋到管子外表面使管内的热流体冷却或冷凝

热交换器的选型和设计指南三讲解

热交换器的选型和设计指南三2010-01-26 20:15:11 来源：热泵热水器技术网浏览：136次11管壳式换热器的设计要点换热器的设计过程包括计算换热面积和选型两个方面。

有关换热器的选型问题，前面已经讲过了，下面主要介绍管壳式换热器的设计要点及如何分析计算结果、调整计算，而设计出满足工艺需要的、传热效率高的换热器。

11.1设计计算的基本模型及换热器的性能参数换热器的性能主要是通过下列公式来描述的。

a.冷、热两流体间热量平衡Qreq=(WCpΔT)hot=(WCpΔT)coldW--流体质量流量Cp--流体的比热hot--热流体cold--冷流体ΔT--进出口温度差b.传热率方程Qact=(A)(ΔTm)(1/ΣR)ΣR=(1/hi)o+(1/ho)o+(Rf)o+(Rw)oΣR--总热阻A--传热面hi、ho--分别为两流体的传热膜系数Rf--两流体的污垢热阻Rw--金属壁面热阻ΔTm--平均温度差O--通常换热计算以换热管外表面为基准c.传热率的估算Qact≥Qreqd.对压力降的限制条件(ΔPi)act≤(ΔPi)allow(ΔPo)act≤(ΔPo)allowΔP--压力降下标i表示管内下标o表示管外11.2换热器的计算类型换热器的计算类型常分为设计计算和校核计算两大类。

换热器计算一般需要三大类数据：结构数据、工艺数据和物性数据，其中结构数据的选择在换热器中最为重要。

在管壳式换热器的设计中包含有一系列的选择问题，如壳体型式、管程数、管子类型、管长、管子排列、折流板型式、冷热流体流动通道方式等方面的选择。

工艺数据包括冷、热流体的流量、进出口温度、进口压力、允许压降及污垢系数等。

物性数据包括冷、热流体在进出口温度下的密度、比热容、粘度、导热系数、表面张力。

a.设计计算 Design设计计算就是通过给定的工艺条件，来确定一台未知换热器的结构参数，并使其结构最优、尺寸最小。

对设计计算应先确定下列基本的几何参数：－－管长－－管间距－－流向角－－换热管外径及管壁厚b.校核计算 Rating校核计算就是评估一台已知换热器的传热性能，即通过校核设备的几何尺寸来看其是否能满足传热要求。

换热器设计计算

污垢热阻的大致数值
流体种类
水(u<1m/s, t<50℃) 海水河水井水蒸馏水
锅炉给水未处理的凉水塔用水经处理的凉水塔用水多泥沙的水
盐水
污垢热阻 m2·℃/W
0.0001 0.0006 0.00058 0.0001 0.00026 0.00058 0.00026 0.0006 0.0004
校核性热计算针对现成的换热器，其目的在于确定流体的出口温度
因此：设计型——已知任务设备操作型——已知一定设备预测、调节结果
1、设计型计算的命题
给定生产任务：ṁ1，T1T2(or ṁ2，t1t2) 选择工艺条件：t1，t2 计算目的：换热器传热面积A（管子规格，根数）；ṁ2 特点：结果的非唯一性。
换热器设计计算
5.1 换热器类型
换热器类型按结构分为
间壁式
套管式交壳板叉管式流式(换管热壳器式)管管板翅束翅式式式
螺旋板式
夹套式
混合式
蓄热式
按用途分为：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器
蓄热器（蓄能器）
（一）间壁式换热器一、套管式换热器
二、管壳式换热器
2、设计计算公式：
质量衡算：ṁ1
ṁ2
ṁn = ?
dn = ?
热量衡算： Q = ṁ1Cp1(T1 - T2) = ṁ2Cp2(t2 - t1)
传热速率式： Q = KAtm
注意：计算单位要统一
➢ 热量：由于温差的存在会导致能量的交换。该交换过程称为热交换或热传递。热量的国际单位：焦耳（J）或常用单位：卡（cal）。换算关系：1cal=4.19J
（对数平均数）
Δt1 Δt2 ln Δt1

气热交换器设计计算

通过对烘房及加热物品的热量 � 衡算 , 从而确定单位时的计算方法是 � � 间内需热量引入传热方程 � � � � � ( � Q ). � � � � � � � � � = ( (11- 22 )/(12 - 21 ) 11 - 22 ) - ( 12 - 21 ) / 进 , 出换热器烟气温度 ( � � � � A=Q / K � � ( 1) �) 11 12 式中 Q 单位时间内烘房及加热物品需热量 , 进 , 出换热器被加热空气温度 ( � � � � � �) 21 22 � � � J/ K A 热交换器的传热系数 , J/ 换热面积 ,
因此热交换器内烟气流速的确定应主要决定于燃烧机的工况阻力目前市场上所能提供的油气燃烧机都是在微正压状态下达到最佳工作状态其发出功率与燃烧室内压力的关系为研究与成都市农林科学院四川成都邮编摘要介绍一类型燃油气热交换器从换热计算及结构设计方面进行了阐述关键词热交换器计算结构从上图中可以看出当燃烧室内压力小于50燃烧机才能发出最大功率因此从管道阻力同烟气速率关系分析热交换器内烟气流速不能过快其阻力计系数单行程a1两行程a13实践中烟气流速一般取116对被加热空气的要求在此类换热器中被加热空气的流动方向是从下至上正负压方式均可空气速度一般要求为烟道布置从生产实践和工艺设计要求上烟道布置采用回流两行程式此方式有效解决了传热的不均匀性并提高了传热效率而烟道阻力能满足燃烧机的工况要求热变形在烟道结构设计中充分考虑了热变形1上图中主要受热件换热管2燃烧室5均可沿长度方向伸缩2上图中支架4与换热器主体采用柔性连接而支架4与换热系统之间采用了限位连接安全机构为了预防燃烧机出现点火滞后故障而产生爆燃引起燃烧室内压力剧增而出现安全事故特设置了卸压观察口当产生爆燃时卸压观察口上的重力盖板自动打开达到及时卸压的目的设计实例一条货车车身喷涂线中的固化炉炉体内尺寸循环风量23000型单段火天然气燃烧机输出功率169对固化炉及加热车身进行热量衡算确定单位时间内需热量22800021热交换器的传热系数k为44引入传热方程1则22800044211614结论51以上计算的结果同实际运用的效果接近原因是在运用经典公式计算中重新定义了综合传热系数的范围从而简化了工况中传热系数的计算并在实践中有效扩大了换热范围从而提高了换热效率52此换热器在工作中对换热空气的流动方向要求较高在换热器外形及风道设计上力求降低阻力和有效分风当要求换热空气的温度较高时可对换热器外形添加翅片以引导换热空气的流动方向和增加换热面积但要控制由此增加的换热器热惯性53在实际设计中可适当加大换热器的换热面积更重要是要尽量符合市场提供的板材尺寸从而降低制造成本54在节约能源方面可充分利用排放烟气余热因地制宜地进行如预热空气预热被加热物生产热水等收稿日期参考文献1

烟气换热计算与过程设计0601

《烟气换热计算与过程设计》
01
换热器的应用及选型
02
管式换热器工艺计算
03
换热器常规经验参数
04
换热器实例计算分析
目录
应用背景
换热器也称热交换器，是把热量从一种介质传给另一种介质的设备。
换热器广泛应用于广泛应用于化工、能源、机械、交通、制冷空调、航空航天以及日常生活等各个领域。换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛采用的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回收和节能利用的主要设备。
对于如图所示的简单多程交叉流，只要折流一方的折流次数多于4次，就可以按纯逆流或纯顺流来计算。
对于复杂的多程交叉流
tm
tm
ctf
tm ctf 为冷、热流体进、出口温度相同情况下逆流时
的对数平均温差；为小于1的修正系数，
f P, R
P t2 t2 t1 t2
R t '1 t1 t2 t2
在以上三种类型的换热器中间壁式换热器的用量最大，是占主导地位的换热器型式。
设计流程传热表面的工作特性几何参数
流体及材料的热物理
性质
换热
换热器设计指标
总体布置：选定类型、结构及材料
流动形式
热设计传热计算流阻计算
器
传热表面
优化分析
工
艺
评价依据
设计流程
最
佳设
评价和抉择
计
可
供选
结构设计：
择
构造、强度、振动、
的
密封、工艺、维修等
方
案
择优条件
设计指标
1. 已知热流体热量 qm1，温度 T1、T2，t1 冷却介质温度 t1

热交换器原理与设计—第1章_热交换器热计算的基本原理_(1)

例如对于壳侧为一个流程、管程为偶数流程的壳管式热交换器，其值为：（推导得出）
两种流体中只有一种横向混合的错流式热交换器，其值为：
能源与动力工程教研室
对于某种特定的流动形式，是辅助参数P、R的函数 f ( P, R) 该函数形式因流动方式而异。
对于只有一种流体有横向混合的错流式热交换器，可将辅助参数的取法归纳为：
t m ,算术
t max t min 2
使用条件：如果流体的温度沿传热面变化不大，范围在
t max 2 内可以使用算数平均温差。 t min
能源与动力工程教研室
算术平均与对数平均温差
t m ,算术
t max t min 2
t m ,对数
t max t min t max ln t min
R 1 t t 2 2 1 P ln 1 PR
的函数
t1m,c
能源与动力工程教研室
为了简化的计算，引入两辅助参数：
t 2 t2 p t2 t1
t1 t1 R t 2 t2

冷流体的加热度两种流体的进口温差
能源与动力工程教研室
1.2 平均温差
1.2.2 顺流和逆流情况下的平均温差
简单顺流时的对数平均温差假设：
(1)冷热流体的质量流量qm2、qm1 以及比热容c2, c1是常数； (2)传热系数是常数；
(3)换热器无散热损失； (4)换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。下标1、2分别代表热冷流体。上标1撇和2撇分别代表进出口
能源与动力工程教研室
在假设的基础上，并已知冷热流体的进出口温度，现在来看图中微元换热面dA一段的传热。温差为：

热交换的计算

热效率
01
表示热交换设备的有效能量转换比例，即设备输出的有用能量
与输入的总能量之比。
热效率的数值范围
02
通常在0到1之间，表示设备能量转换效率的高低。
影响因素
03
设备的设计、制造质量、运行工况以及操作条件等都会影响热
效率。
热效率的计算公式
公式
热效率 = （有效能量/总能量）× 100%
应用场景
用于评估热交换设备的性能，指导设备选型、优化和节能改造。
热交换器的设计原则
高效换热
选择合适的换热器类型和材料，优化换热面积和流道设计，提高换热效率。
经济合理
在满足换热要求的前提下，尽量降低制造成本和维护成本。
稳定可靠
保证换热器的稳定性和可靠性，确保长期运行无故障。
环保节能
采用环保材料和节能技术，减少能源消耗和排放。
热交换器的优化设计
数值模拟
利用数值模拟软件对换热器进行模拟分析，优化流道和换热元件的设计。
实验研究
通过实验研究验证换热器的性能，并根据实验结果对设计进行优化。
强化传热
采用强化传热技术，如振动、超声波、电场等，提高换热效率。
多目标优化
综合考虑多个目标函数，如换热效率、成本、体积等，进行多目标优化设计。
05
CATALOGUE
热交换的实验研究
实验目的
01
02
03
验证热交换理论
通过实验研究，验证热交换理论的正确性和实用性。
02
03
04
空调系统
通过冷热交换实现室内温度的调节。
工业制程
在化工、制药、食品加工等领域，利用热交换进行物料加热

空气热交换器(散热器)设计参数

Heat transfer surface（换热面积） Margin（设计余量） Pressure drop(压降)
热侧Hot side 空气
℃ ℃ m3/h Mpa kw ℃ m2 % pa
Model（产品型号）
Sets(台数）
Style of fin tubes（换热管形式）
Number of face tubes（换热管表面管数）
Rows (换热管排数)
Length of single tube (单条长度)
mm
Tube material / thickness（换热管材质）
Connection material（接管材质）
Connection diameter（接管口径）
mm
Frame material（边框材质）
Design pressure（设计压力）
空冷器计算参数
空气热交换器（散热器）设计参数(Air Heat Exchanger Specification)
Fluid name（介质名称） Inlet temperature（进口温度） Outlet temperature（出口温度）
Flow rate（流量） working Pressure（工作压力） Heat load（换热量） L.M.T.D（对数平均温差）
Mpa
Test pressure（试验压力）
Mpa
Design temperature（设计温度）
℃
Overall Width*height*thicknespty) （重量）
kg
备注：40度的时候空气密度：1.12kg/立方
备注:
冷侧Cold side 水

转炉低温段烟气换热设计与计算

转炉低温段烟气换热设计与计算摘要：本文通过福建三钢120t转炉换热烟道的设计实践，阐述了转炉低温段换热烟道的设计与计算，给出了换热烟道的换热量、换热面积及冷却水量等计算方法。

关键词:烟道；换热量；换热系数；计算1 前言转炉在吹炼过程中产生大量的高温烟气(燃烧期1450~1600℃、回收期1200~1400℃)经汽化冷却烟道冷却，烟气温度降为850℃左右，通过蒸发冷却塔(EC)，烟气直接冷却到200℃左右，然后经过管道冷却到150℃左右进入电除尘器。

自850℃以后的低温烟气的热量没有得到有效利用。

因此有必要在粗灰装置出口管道设计一套余热回收系统，对转炉低温烟气余热加以利用。

2 设计与计算在换热烟道中高温气通过辐射、对流的换热方式，将热量传给管壁，而管壁经传导、对流的热交换方式将热量传给冷却水管内的水。

2.1 烟气放热量计算烟气经过汽化冷却烟道的受热面所放出的热量，扣除散到周围的散热量，就是烟气的有效放热量，公式如下：3 结语按上述计算方式设计的三钢二炼钢厂1#转炉低温烟气余热回收系统，自2017年低温段水冷烟道投入使用以来，运行良好，经济效益显著。

降低EC用水量：4~6kg/t钢；多回收烟气余热（蒸汽）： 10~12kg/t钢。

年效益50余万元。

参考文献：[1]JB T7603-1994.烟道式余热锅炉设计导则[S].[2]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006年.459-508.[3]赵渭国，杜涛.火焰炉设计计算参考资料[M].沈阳：东北大学，2010年. 54-71.[4]岳雷.氧气转炉汽化冷却烟道传热计算[J].技能技术， 2012年，30（3），245-248.。

换热器计算

三、传热的基本方式
一个物系或一个设备只要存在温度差就会发生热量传递，当没有外功加入时，热量就总是会自动地从高温物体传递到低温物体。根据传热的机理不同，热传递有三种基本方式：
热传导
热对流
热辐射
(一) 热传导(导热)
问题：冬天，为什么触摸铁比木头更冷些？
一些常见物质的导热系数
物质导热系数 λ[W/m·℃] 碳钢 45~52 不锈钢铝合金铜 10~30 203 银钛
并流
逆流
平均温差计算实例
例2，氨冷器为逆流操作，试分别求氨冷凝段，液氨冷却段水的出口温度及每一段的平均温差解：逆流操作温度变化图如下：
t1=85℃ 气氨冷却
氨：水： T2=21 ℃ T4 ？ T3？ T1=19 ℃
t2=45℃ 气氨冷凝成液氨 t2=45℃ 液氨冷却
t3=30℃
根据热平衡方程：Q氨放热=Q水吸热
易于堵管或更换。
缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。例：氨冷器（卧冷），变换冷却器
浮头式换热器
优点：管内和管间清洗方便，不会产生热应力。缺点：结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在操作中无法检查。适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易结垢的场合。例如：813低甲冷
Q1=WCpg (t1-t2)= 20000×2.112×(85-45)=1.69×106kJ/h
Q2=Wr= 20000×1336.97=2.67×107kJ/h Q3=WCpl(t2-t3)=20000×4.708×(45-30)=1.41×106kJ/h Q=Q1+Q2+Q3=2.98×107kJ/h=8.3MW

热交换器传热计算的基本方法

13
三、换热器中传热过程对数平均温差的计算
1 简单顺流及逆流换热器的对数平均温差流动形式不同，冷热流体温差沿换热面的变化规律也不同.
传热方程的一般形式： kAtm
换热器中冷流体温度沿换热面是不断变化的，因此，冷却流体的局部换热温差也是沿程变化的。
以顺流情况为例，作如下假设：
（1）冷热流体的质量流量qm2、qm1
dt1
dt2
1 qm1c1
d kdA t
1 qm2c2
d d 1 1
qm1c1 qm2c2
dt d kdAt
dt kdA
t
tx dt k Ax dA
t t
0
ln
tx t
k Ax
tx texp( kAx )
可见，当地温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面的平
均温差为：
tm
t t1 t2 dt dt1 dt2
t1 t1 dt1 t1
在固体微元面dA内，两种流体的换热量为:
d kdA t
t2 dt2 t2
t2
对于热流体: 对于冷流体:
1 d qm1c1dt1 dt1 qm1c1 d
1 d qm2c2dt 2 dt2 qm2c2 d
dt
平均温差
t
m
与<逆0.流75工时作，时认的为对设数计平不均合温理差。t
lm
的比值
,c
示在相同的流体进出口温度条件下，按逆流工作所需的传热
面积
Fcounte
与按某种流动形式工作所需的传热面积
r
比 Fother 之
值（传热系数相等的条件小），
即：
tm Fcounter
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列管式换热器的计算

列管式换热器的计算列管式换热器是一种广泛应用于工业生产中的热交换设备，它通过将热流与冷流进行热交换，实现能量的传递和热平衡。

在设计和计算列管式换热器时，需要考虑到多个因素，如管束布置、热流体的流动方式、传热介质的特性、换热量的计算等。

下面将详细介绍列管式换热器的计算方法。

首先，计算列管式换热器的热负荷。

热负荷是指热交换器每单位时间的传热量，可以通过以下公式计算：Q=m×Cp×ΔT其中，Q为热负荷，单位为W或kW；m为热流体的质量流量，单位为kg/s；Cp为热流体的比热容，单位为J/(kg·℃)或kJ/(kg·℃)；ΔT为热流体的温度差，单位为℃。

其次，计算列管式换热器的传热面积。

传热面积是指热流和冷流之间进行热交换的表面积，可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为传热面积，单位为m²；U为换热系数，单位为W/(m²·℃)或kW/(m²·℃)；ΔTm为平均温差，单位为℃。

换热系数U的计算涉及到多个因素，如传热介质的性质、管道的特性、管束的布置等。

换热系数U可以通过经验公式、理论计算或实验测定获得。

然后，根据传热面积和管束的结构进行管束的安装设计。

列管式换热器中的管束结构可以分为轴向流与横向流两种形式。

轴向流形式中，热流体和冷流体分别在管束的两侧进行流动，适用于气液传热。

横向流形式中，热流体和冷流体在管束的同一侧进行流动，适用于液液传热。

最后，根据换热器的工作条件和要求，选择合适的材料，并设计合适的管束布置方式。

换热器中常用的材料有不锈钢、碳钢、铜、铝等，不同的材料在不同的工况下具有不同的适用性。

管束的布置方式包括平行流、逆流和交叉流等，其选择也与传热介质的特性和工作要求有关。

蒸汽换热空气换热面积计算实例

蒸汽换热空气换热面积计算实例蒸汽换热和空气换热是工业中最常见的热交换方式。

在设计这些系统时，需要确定换热器所需的换热面积。

本文将为读者介绍蒸汽换热和空气换热的换热面积计算实例。

蒸汽换热的面积计算蒸汽换热器是将高温高压蒸汽传热至低温水等流体或介质的机器。

在蒸汽换热的系统中，通常需要计算两种不同流体之间的热传递系数（U值）和两者之间的温差。

U值是根据换热器的几何形状、材料、流体传热情况等因素计算得出的参数。

蒸汽换热器的面积计算可以根据以下公式进行计算：Q = U × A × ΔT其中，Q为传热功率（单位为W），U为传热系数（单位为W/m2•K），A为换热面积（单位为m2），ΔT为两个介质之间的温差（单位为K）。

以具体的实例来说，某个蒸汽换热器需要传递800kW 的热能，U值为400W/m2•K，ΔT为50K。

将这些数值代入公式可以计算出换热器的换热面积：A = Q / (U × ΔT) = 800,000 / (400 × 50) = 40因此，该蒸汽换热器的换热面积为40平方米。

空气换热的面积计算空气换热器是将室外的空气通过换热过滤器送至室内进行空气换热的净化设备。

在计算空气换热器的换热面积时需要计算两种空气（即室内空气和室外空气）之间的传热系数和各个空气的流量。

与蒸汽换热器相比，空气换热器的U值通常较小，常数为30-150W/m2•K。

空气换热器的面积计算可以根据以下公式进行计算：Q = U × A × ΔT × F其中，Q为传热功率（单位为W），U为传热系数（单位为W/m2•K），A为换热面积（单位为m2），ΔT为两个介质之间的温差（单位为K），F是空气流量（单位为m3/h）。

以具体的实例来说，某个空气换热器需要传递6000m3/h的空气，U值为100W/m2•K，ΔT为25K。

将这些数值代入公式可以计算出换热器的换热面积：A = Q / (U × ΔT × F) = (6000 × 1.2 ×1.226) × (25 / 100) / (100 × 1.2) ≈ 60.8因此，该空气换热器的换热面积为60.8平方米。

换热器及其基本计算

姓名：杜鑫鑫学号：0903032038合肥学院材料工程基础姓名：班级：09无机非二班学号：\课题名称：换热器及其基本计算指导教师：胡坤宏换热器及其基本计算一、换热器基础知识（1）换热器的定义：换热器是指在两种温度不同的流体中进行换热的设备。

（2）换热器的分类：由于应用场合不同，工程上应用的换热器种类很多，这些换热器照工作原理、结构和流体流程分类。

二、几个不同的换热器（1）管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。

它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占据主导地位。

管壳式换热器是把换热管束与管板连接后，再用筒体与管箱包起来，形成两个独立的空间。

管内的通道及与其相贯通的管箱称为管程；管外的通道及与其相贯通的部分称为壳程。

一种流体在管内流动，而另一种流体在壳与管束之间从管外表面流过，为了保证壳程流体能够横向流过管束，以形成较高的传热速率，在外壳上装有许多挡板。

而壳管式换热器又可根据不同分为U形管式换热器、固定管板换热器、浮头式换热器、填料函式换热器几类。

(2) 套管式换热器套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。

两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。

套管式换热器以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。

两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程”，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。

热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。

通常，热流体由上部引入,而冷流体则由下部引入。

套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。

内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。

每程传热管的有效长度取4～7米。

这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。

当内外管壁温差较大时,可在外管设置U形膨胀节或内外管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力。

(完整版)换气器热量及面积计算公式

(完整版)换气器热量及面积计算公式1. 引言本文档旨在介绍换气器热量及面积的计算公式。

换气器是工业领域中常用的设备，其主要功能是实现空气的热交换和通风。

热量和面积的计算是设计换气器的重要步骤，能够帮助工程师准确地选取合适的换气器尺寸。

2. 热量计算公式换气器的热量计算公式基于传热原理和设计参数。

以下是常用的热量计算公式：2.1 传热功率计算公式传热功率（Q）是换气器的基本参数，表示单位时间内的热量传递量。

传热功率的计算公式如下：Q = A * U * ΔTm其中，Q为传热功率（单位为瓦特，W），A为换气器的有效传热面积（单位为平方米，m^2），U为换气器的传热系数（单位为瓦特/平方米·摄氏度，W/m^2·°C），ΔTm为介质的平均温差（单位为摄氏度，°C）。

2.2 传热系数计算公式传热系数（U）是换气器的另一个重要参数，表示单位面积的换热能力。

传热系数的计算公式如下：U = 1 / (1 / h₁ + δ / λ + 1 / h₂)其中，h₁和h₂分别为流体一和流体二的对流换热系数（单位为瓦特/平方米·摄氏度，W/m^2·°C），δ为换气器的金属板层厚度（单位为米，m），λ为金属板层的导热系数（单位为瓦特/米·摄氏度，W/m·°C）。

3. 面积计算公式换气器的面积计算公式基于热量传递的需求和传热效率。

以下是常用的面积计算公式：3.1 面积计算公式一面积计算公式一适用于单一介质的换气器，该公式如下：A = Q / (U * ΔTm)其中，A为换气器的有效传热面积（单位为平方米，m^2），Q为传热功率（单位为瓦特，W），U为换气器的传热系数（单位为瓦特/平方米·摄氏度，W/m^2·°C），ΔTm为介质的平均温差（单位为摄氏度，°C）。

3.2 面积计算公式二面积计算公式二适用于复杂介质的换气器，该公式如下：A₂ = Q / (U₂ * ΔTm₂)其中，A₂为换气器的有效传热面积（单位为平方米，m^2），Q为传热功率（单位为瓦特，W），U₂为复杂介质换热系数（单位为瓦特/平方米·摄氏度，W/m^2·°C），ΔTm₂为介质的平均温差（单位为摄氏度，°C）。