换热器计算程序+++
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。
列管式换热器的设计与计算
列管式换热器的设计与计算设计步骤如下：第一步：确定换热器的需求首先需要明确换热器的设计参数，包括流体的性质、流量、进出口温度、压力等。
这些参数将在后续的计算中使用。
第二步：选择合适的换热器型号根据设计参数和换热需求，选择合适的列管式换热器型号。
常见的型号包括固定管板式、弹性管板式、钢套铜管式等。
第三步：计算表面积根据流体的热传导计算表面积。
换热器的表面积是根据热传导定律计算得到的，公式为：Q=U×A×ΔT，其中Q为换热量，U为传热系数，A为表面积，ΔT为温差。
根据这个公式，可以计算出所需的表面积。
第四步：确定管子数量和尺寸根据所需的表面积和型号，确定换热器中管子的数量和尺寸。
根据流体的流速和换热需求，计算出每根管子的长度和直径。
第五步：确定管板和管夹的尺寸根据管子的尺寸，确定管板和管夹的尺寸。
管板和管夹是固定管子的重要部分，负责把管子固定在换热器中，保证流体的正常流动。
第六步：确定换热器的材质和厚度根据流体的性质和工作条件，确定换热器的材质和厚度。
常见的材质有不锈钢、碳钢、铜等。
通过计算流体的温度、压力和腐蚀性等参数，选择合适的材质和厚度。
第七步：校核换热器的强度对换热器的强度进行校核。
根据国家相关标准和规范，对换热器的强度进行计算和验证，确保其能够承受工作条件下的压力和温度。
第八步：制定施工方案和图纸根据设计结果，制定换热器的施工方案和详细图纸。
包括换热器的总体布置，管子的连接方式，焊接和安装步骤等。
上述是列管式换热器的设计步骤，下面将介绍列管式换热器的计算方法。
首先，需要计算流体的传热系数。
传热系数的计算包括对流传热系数和管内传热系数两部分。
对于对流传热系数，可以使用已有的经验公式或经验图表进行估算。
对于管内传热系数，可以使用流体的性质和流速等参数进行计算。
其次，根据传热系数和管子的尺寸，计算管子的传热面积。
管子的传热面积可以根据管子的长度和直径进行计算。
然后，根据热传导定律，计算换热器的传热量。
换热器的传热及阻力计算
与顺流类似，逆流时：
1 exp NTU (1 Cr ) (1 Cr ) exp NTU (1 Cr )
当冷热流体之一发生相变时，相当于 Wmax ，即
CrLeabharlann Wm in Wm ax
0
，于是上面效能公式可简化为
1 exp NTU
当两种流体的热容相等时，即 公式可以简化为
q qm ax
W1t1 t1 Wmint1 t2
t1 t1 t1 t2
t1 t1 (t1 t2 ) ①
根据热平衡式得：W1(t1 t1) W2 (t2 t2 )
热容比
于是
t2
t2
W1 W2
(4) 对于有相变的换热器，如蒸发器和冷凝器，发生相变的 流体温度不变，所以不存在顺流还是逆流的问题。
T
TCond
x In 冷凝 Out
T
TEvap x In 蒸发 Out
利用平均温差法设计计算的步骤：
1、设计计算
(1)初步布置换热面，并计算出相应的总传热系数k (2)根据给定条件，由热平衡式求出进、出口温度中的那个
（a）由换热器冷热流体的进出口温度，按照逆流方式 计算出相应的对数平均温差；
（b）从修正图表由两个无量纲数查出修正系数
P t2 t2 、R t1 t1
t1 t '2
t2 t2
(c) 最后得出叉流方式的对数平均温差
tm （tm）
1－2、1－4等多流程管壳式换热器的修正系数 2－4、2－8等多流程管壳式换热器的修正系数
2、两种设计方法
（1）平均温差法 （2）效率单元数法(-NTU)法
换热器流程数计算公式
换热器流程数计算公式下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!一、换热器流程数的定义换热器流程数是指换热器中流体流动的路径数量。
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。
换热器换热计算EXCEL程序
换热器换热计算EXCEL程序换热器是一种常见的工业设备，用于在不同介质之间传递热量。
换热过程的计算对于工程设计和设备选型非常重要。
在本文中，我们将介绍如何使用Excel编写一个简单的换热器换热计算程序。
首先，我们需要了解换热器的基本参数。
一个典型的换热器有两个流体流过，分别称为冷流体和热流体。
冷流体的进口温度为T1，出口温度为T2；热流体的进口温度为T3，出口温度为T4、我们还需要知道流体的流量，以及换热器的传热系数。
在Excel中，我们可以使用一些基本的函数来进行计算。
首先，我们可以使用IF函数来确定冷流体和热流体的进口温度。
假设冷流体的进口温度小于热流体的进口温度，我们可以使用以下公式：=IF(T1<T3,T1,T3)这个公式将返回较小的温度。
同样地，我们可以使用IF函数来确定冷流体和热流体的出口温度。
假设冷流体的出口温度大于热流体的出口温度，我们可以使用以下公式：=IF(T2>T4,T2,T4)这个公式将返回较大的温度。
接下来，我们可以使用基本的换热计算公式来计算换热器的换热面积。
假设冷流体和热流体的流量分别为m1和m2，传热系数为U，我们可以使用以下公式：Q=m1*Cp1*(T2-T1)=m2*Cp2*(T3-T4)Q=U*A*(T2-T1)=U*A*(T3-T4)其中Q表示热量的传递。
我们可以将这两个公式联立，解出换热面积A：A=Q/(U*(T2-T1))=Q/(U*(T3-T4))在Excel中，我们可以使用以下公式来计算换热面积A：=Q/(U*(T2-T1))这里的Q可以通过冷流体的流量和温度差来计算。
我们还需要提供传热系数U的数值，这通常需要根据换热器的类型和工况进行估算。
最后，我们可以使用Excel的图表功能来显示换热器的性能。
我们可以绘制冷流体和热流体的温度与换热器长度的关系图，以便更直观地了解它们之间的关系。
通过以上步骤，我们可以编写一个简单的换热器换热计算程序。
换热器的热计算方法
换热器是工业过程中常用的设备，用于在两种流体之间传递热量。
换热器的热计算方法通常涉及到确定热量传递速率、传热表面积和温度变化等参数。
以下是换热器的一般热计算方法：
传热速率计算：
热传导：对于热传导，可以使用导热方程来计算热传导的速率，通常表示为q = k * A * ΔT / L，其中q是传热速率，k是材料的导热系数，A是传热表面积，ΔT是温度差，L是传热距离。
对流传热：对于对流传热，通常使用牛顿冷却定律，q = h * A * ΔT，其中q是传热速率，h 是对流传热系数，A是传热表面积，ΔT是温度差。
温差和温度计算：
确定入口和出口流体的温度，以便计算温差（ΔT）。
温差是热交换的驱动力。
温度分布：在一些情况下，需要考虑温度在换热器内的分布，通常需要使用数学模型和计算方法。
传热表面积计算：
传热表面积（A）是一个关键参数，它可以根据传热速率和温差来计算，通常使用q = U * A * ΔT，其中U是总传热系数。
U值取决于换热器的类型和结构，可通过实验测定或计算得出。
流体性质计算：
确定流体的物性参数，如密度、热导率、比热容等，以便计算传热速率和温度变化。
对于多组分混合物，需要使用混合物物性计算方法。
性能和效率计算：
根据热计算结果，可以计算换热器的性能和效率参数，如效率、热传导系数等。
需要注意的是，换热器的热计算通常需要考虑多种因素，包括传热方式、流体性质、流速、换热器类型和结构等。
根据具体的应用和情况，可能需要使用不同的计算方法和模型。
通常，工程师和热力学专家会根据具体问题的需求来选择合适的计算方法，并使用专业的软件工具来辅助热计算和设计。
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。
管壳式换热器热力计算(最全版)PTT文档
传热系数和导热系数的区别
1.传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定 名为传热系数。传热系数K值，是指在稳定传热条件下， 围护结构两侧空气温差为1度（K，℃），1小时内通过1 平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米·度（W/㎡·K， 对于低粘度流体(μi<2μa， μa为常温下水的粘度)，可用
(1)算术平均温度差
Δtm1= (Δt1+ Δt2)/2 (2)对数平均温度差
Δtm2= (Δt2- Δt1)/ln (Δt2 / Δt1) 式中 Δtm2——较大的温度差；
Δtm1——较小的温度差。 当Δtm1/ Δtm2<2时，采用算术平均温度差，否则采用对数 平均温度差。在计算平均温度差时，对无相变的对流传热， 逆流的平均温度差大于并流的平均温度差，因而在工业设 计中在工业设计中，在满足工艺条件的情况下，通常选用 逆流。
若考虑换热器对外界环境的散热损失Qc，则热流体放 出的热量Q1将大于冷流体所吸收的热量Q2 ： Q1=Q2+Qc
Q2=ηcQ1 热损失系数ηc通常取； 不管师傅考虑热损失，在管壳式换热器的设计计算中， 热负荷Q一般取管内流体放出或吸收的热量。
总传热系数K
1/K=1/αo+1/αi(Ao/ Ai)+ro+ ri( Ao/ Ai)+ δAo/ λw Am 式中 αo——管外流体传热膜系数，W/(m2 · ℃)；
雷诺数Re
Re=ρvd/μ ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏 度，d为一特征长度。例如流体流过圆形管道，则d为管 道直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也 可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。
换热器容积,重量计算
3008 0.378 3008 0.063 0.315 不锈钢 28.00 194.31 98.83 188.13 45.54 554.80
换热管 φx S 单重 总重 每米重量 折流板数量 折流板厚度 外径配合偏差 折流板切割率% 折流板外径 折流板重量 折流板总重
3.79 45.54
上述重量不包括设备法兰,接管法兰,鞍座,分程隔板等 ☆ 蓝色 为手工输入项目 ☆ 本版为1.5版
材料比重 管箱厚度 封头半径 封头曲面高度 封头EHA重量 管箱筒体 壳体厚度 目前长度 长度修整 壳体重量 管板外径 管板重量
7.85 6 200 100 9.69 18.02 6 3008 3100 186.23 455 48.91 19 2.599 192.35 0.84 12 6 4.5 18 395.5 3.76 45.08
7.93
9.79 18.21
188.13
管箱容积 管箱封头 管箱筒体 管箱容积 换热管容积 管箱总体容积 重量汇总 管箱(不含设备法兰) 换热管重量 管板重量(2块) 壳程筒体重量 折流板重量 总重
49.41 2 2.626 194.31 0.85
0.0115 0.0377 0.0984 0.0405 0.139 碳钢 27.7 192.3 97.8 186.2 45.1 549.2
设备法兰
DN.6公斤
换热器容积\重量计算程序
参数输入 壳程筒体直径 管箱 内径 长度 换热管外径 厚度 数量 总长 外伸长度 管板厚度 管箱封头直边长度 400 400 300 19 2 74 3100 2 44 25 壳程 容积 m 0.315
3
管程 容积 m3 0.139 总容积 m3 0.454 换热面积 m2 13.29 壳程容积 筒体总长 壳程筒体容积 壳侧内换热管长度 换热管容积 壳程总体容积 C.S. 2.60 48.91 3.76
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。
换热器传热计算
dQ Tw t w b
dS m
3) 管壁与流动中的冷流体的对流传热
dQ i tw t dSi
间壁换热器总传热速率为：
dQ K T tdS0
dQ T t T 1R
KdS0
T TW 1
t1 TW tW
R1
b
t2 R2
tw t 1
t3 R3
0 dS0
dSm
i dSi
t2）
T2 t2
②
若max(Δt1
1
2
d1 d2
1 0.58103 0.0025 25 0.5103 25 1 25
2500
45 22.5
20 50 20
0.0004 0.00058 0.000062 0.000625 0.025
0.0267 m2 K /W K 37.5W / m2 K
(2)α1增大一倍，即α1 =5000W/m2·K时的传热系数K’
六、传热的平均温度差
恒温差传热：传热温度差不随位置而变的传热 传热
变温差传热：传热温度差随位置而改变的传热
并流 ：两流体平行而同向的流动
逆流 ： 两流体平行而反向的流动 流动形式
错流 ： 两流体垂直交叉的流动 折流 ：一流体只沿一个方向流动，而另一
流体反复折流
1.恒温传热时的平均温度差
换热器中间壁两侧的流体均存在相变时，两 流体温度可以分别保持不变，这种传热称为恒温 传热。
idi
1 K0
do
idi
Rsi
d o
di
bd o
dm
Rso
1
o
总传热系数计算式
管壁内表面 污垢热阻
管壁外表面 污垢热阻提高总传热系数途径的分析 Nhomakorabea1 K0
太阳能热水系统换热器面积计算
太阳能热水系统换热器面积计算一、换热器换热面积F 的计算:jr t Δε×××=K Q C F Z式中：F ——换热面积（㎡)；Z Q --集热系统换热量（W ）;K -—传热系数，根据换热器厂家技术参数确定ε-—结垢影响系数，0.6～0.8，r C --集热系统热损失系数，1。
1~1.2,j t ∆——计算温度差，宜取5~10℃，集热性能好,温差取高值,否则取低值。
假设，集热系统换热量为50757。
14 W ，传热系数为5000,结垢影响系数取0.7，集热系统热损失系数取1.2，计算温度差取8℃,经计算换热面积2.175㎡。
二、推荐换热器换热面积集热系统换热量Z Q 的计算YL Z S C Q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=36001000t -t ρq f k e r rd t ）（式中：Z Q ——集热系统换热量(W)；t k -—太阳辐照度时变系数,一般取1.5~1。
8，取高限对太阳能利用率有利；f -—太阳能保证率，按照太阳能实际保证率计算；rd q ——日均用水量，kg ；C ——工质的定压比热容,4.18KJ/（㎏·℃)；r ρ——工质密度1（kg/L ）； e t ——贮水箱内水的设计温度，℃；L t -— 水的初始温度，℃；Y S ——年平均日日照小时数，h.假设，太阳辐照度时变系数取1.7，太阳能保证率取60%，日均用水量为10吨,工质的定压比热容为4.18KJ/(㎏·℃），工质（水）密度为1（kg/L ），贮水箱内水的设计温度为45℃，水的初始温度为15℃,年平均日日照小时数为7h/d 的条件下，经计算集热系统换热量Z Q =50757。
14 W 。
不同面积的参数取值及换热量:。
热风换热器计算
热风换热器计算
热风换热器的计算涉及到多个参数，如热风流量、温度、换热效率等。
以下是一个简单的计算示例：
假设我们需要一个热风换热器，其任务是将入口的热风从80℃降低到50℃，同时保持流量为1000m³/h。
1. 首先，我们需要计算所需的换热量。
这可以通过以下公式得出：
Q = m ×c ×Δt
其中，Q是换热量（kJ/h），m是流量（kg/h），c是比热容（kJ/kg·℃），Δt是温度差（℃）。
在本例中，c取为1.0 kJ/kg·℃，Δt为30℃（80℃-50℃）。
将这些值代入公式，得到：Q = 1000 ×1.0 ×30 = 30000 kJ/h
2. 接下来，我们需要选择一个合适的换热器。
这需要考虑多个因素，如传热效率、材料、成本等。
假设我们选择了一种传热效率为95%的换热器，那么实际的换热量为：
Q_actual = Q / 0.95
3. 最后，我们还需要考虑换热器的设计参数，如翅片间距、翅片高度等。
这些参数会影响换热器的性能和成本。
根据实际需要和设计经验，我们可以选择合适的参数。
需要注意的是，以上计算仅为示例，实际应用中还需要考虑更多的因素和细节。
具体的计算过程和参数选择需要根据实际情况进行调整和优化。
(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 。
换热器的传热计算
h=f（l，ρ、μ、cp、k、u）表示，式中涉及到的基本量纲只有四个。最后可得 强制对流（无相变）传热时的无量纲数群关系式 Nu=φ（Re，Pr） 。 ² 自然对流传热过程 同样可得，自然对流传热时准数关系式为 Nu=φ（Gr，Pr） 。 各准数名称、名称和含义列于表 1。 表 1 准数的名称、符号和含义
0.14 0.8
cpµ k
1/ 3
µ µ w
0.14
（3）
也是考虑热流方向的校正项， µ w 为壁面温度下流体的粘度。
应用范围：Re>10000，0.7<Pr<1700， 特性尺寸：管内径 di。
L >60（L 为管长） 。 di
定性温度：除 µ w 取壁温外，均取流体进出口温度的算术平均值。 一般而言，由于壁温未知，计算时往往要用试差法，很不方便，为此可取近 µ 似值。液体被加热时，取 µ w
当流体呈湍流时，随着 Re 数的增加，滞流内层的厚度减薄，故 h 就增大。 而当流体呈滞流时， 流体在热流方向上基本没有混杂流动， 故 h 就较湍流时为小。 4. 流体流动的原因
自然对流是由于流体内部存在温度差，因而各部分的流体密度不同，引起流 体质点的相对位移。 设ρ1 和ρ2 分别代表温度为 t1 和 t2 两点的密度， 则流体因密 度差而产生的升力为（ρ1-ρ2）g。若流体的体积膨胀系数为β，单位为 1/℃， 并以代表Δt 温度差（t2- t1） ，则可得ρ1=ρ2（1+βΔt） ，于是每单位体积的流体 所产生的升力为： （ρ1-ρ2）g=[ρ2（1+βΔt）-ρ2]g=ρ2βgΔt 或（ρ1-ρ2）/g=βΔt 强制对流是由于外力的作用，如泵、搅拌器等迫使流体的流动。 5. 传热面的形状、位置和大小
换热器设计计算步骤
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 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 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 。
- 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)。
换热器计算程序2.1设计原始数据表2—1名称设计压力设计温度介质流量容器类别设计规范单位Mpa ℃/ Kg/h / / 壳侧7.22 420/295 蒸汽、水III GB150 管侧28 310/330 水60000 GB1502.2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N（10）计算管数T（11）校核管内流速，确定管程数D和壳程挡板形式及数量等（12）画出排管图，确定壳径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。
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密度ρi-=709.7 ㎏/m3定压比热容cpi=5.495 kJ/㎏.K热导率λi=0.5507 W/m.℃粘度μi=85.49μPa.s普朗特数Pr=0.853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—3密度 ρo =28.8 ㎏/m 3定压比热容 c po =3.033 kJ/㎏.K 热导率 λo =0.0606 W/m.℃ 粘度 μo =22.45 μPa.s 普朗特数Pr=1.1222.4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 。
2.4.2平均传热温差根据 化工原理 4-45 公式（2-2）计算：1212ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆ （2-3） 按逆流计算将已知数据代入 （2-3）得：()()()()121242033031029541.86420330ln ln 310295m t t t t t ---∆-∆∆===∆-∆-℃式中： m t ∆——逆流的对数平均温差，℃；1t ∆——热流体进出口温差，℃； 2t ∆——冷流体进出口温差，℃；可按图2-1中（b ）所示进行计算。
图2-1 列管式换热器内流型2.4.3传热面积根据所给条件选定一个较为适宜的K 值，假设K =400 W/m 2.K 则估算传热面积为:mt K QS ∆=（化工原理 式4-43） （2-4） 将已知数据代入 （2-3）得： 2m 39.10986.4140067.1831666t =⨯∆=m K Q S式中：——估算的传热面积，2m ；K ——假设传热系数，W/m 2.℃；m t ∆——平均传热温差，℃。
考虑的面积裕度，则所需传热面积为:28.12515.188.11215.1'm S S =⨯=⨯= （2-5）2.4.4热流体用量根据公式（2-4）计算：由化工原理热平衡公式Sp QW c t=∆ 将已知数据代入 （2-4）得： kg/h 68.17392)295420(033.367.1831666222=-⨯=∆=t C Q W p （2-6）式中Q ——热流量，W ；2p c ——定压比热容，kJ/㎏.℃；2t ∆——热流体的温差，℃； 2W ——热流体的质量流量，kg /h 。
2.5 工艺尺寸 2.5.1管数和管长1.管径和管内流速根据红书 表3-2 换热管规格表2-4材料钢管标准外径⨯厚度 /（mm ⨯mm ）外径偏差 /mm壁厚偏差碳钢 GB816325⨯2.520.0±%10%12-+根据 红书 表3-4 取管内流速s m i /1u = ⒉管程数和传热管数 依红书3-9式 un dqv 24π=，可根据传热管内径和流速确定单管程传热管数758.74102.047.70967.164n 22≈=⨯⨯==ππu d qii vs （根） (2-7) 式中——管程体积流量，s3m；qvn ——单程传热管数目； i d ——传热管内径，mm ；u ——管内流体流速，s m 。
按单管程计算,依红书3-10,所需的传热管长度为 ()m nd A sop 3.2175025.08.125L =⨯⨯==ππ (2-8)式中 L ——按单程管计算的传热管长度，m ——传热面积，2m ；——换热管外径，m 。
按单管程设计，传热管过长，则应采用多管程，根据本设计实际情况，采用非标准设计，现取传热管长m l 6=,则该换热器的管程数为 456.363.21≈===l L N p （管程） (2-9) 传热管总根数 300475=⨯=⨯=N n N p s T （根） (2-10) 式中， 0d ——管子外径，m ；'T N ——传热管总根数，根；0d ——管子外径，m ；3.换热器的实际传热面积，依据红书3-12，203.1413006025.014.3m lN d A T =⨯⨯⨯==π （2-11）式中，。
换热器的实际传热面积换热器的总传热管数；----A N T2.5.2平均传热温差校正及壳程数选用多管程损失部分传热温差，这种情况下平均传热温差校正系数与流体进出口温度有关，其中按红书3-13a 3-13b1221T T R t t -==-热流体的温差冷流体的温差 （2-12）2111t t P T t -==-冷流体的温差两流体最初温差 （2-13）A p do将已知数据代入（2-12）和（2-13）得：12214202950.75330310T T R t t --===-- 21113303100.22420310t t P T t --===-- 按单壳程，四管程结构，红书图3-7，查得校正系数[1]：图2-2 温差校正系数图0.96t ε∆=；平均传热温差 按式（2-9）计算：m t t t ε∆∆=∆塑 （2-14）将已知数据代入（2-9）得：0.9641.8640.2m t t t C ε∆∆=∆=⨯=。
塑式中 ：m t ∆——平均传热温差，℃； t ε∆——校正系数；t ∆塑——未经校正的平均传热温差，℃。
由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流量较大，故取单壳程合适。
传热管排列方式：采用正三角形排列每程各有传热管75根，其前后官箱中隔板设置和介质的流通顺序按 化工设计 3-14 选取取管心距：01.28t d = （2-15） 则管心距：mm 322528.1d 28.1o =⨯=⨯=t根据标准选取为 32mm ： 隔板中心到离其最近一排管中心距mm t s 22623262=+=+=（2-16）各程相邻传热管的管心距为2s=44mm 。
每程各有传热管75根，其前后管箱中隔板设置和介质的流通顺序按图2-4选取。
图2-3组合排列法图2-4 隔板形式和介质流通顺序⒌壳体内径采用多管程结构，壳体内径可按式计算。
正三角形排列，4管程，取管板利用率为0.70.8~.60==ηη，取，则壳体内径为)mm (5.6957.03003205.105.1=⨯⨯==ηNTtD . （2-17）式中：D ——壳体内径,m; t ——管中心距,m;——横过管束中心线的管数按卷制圆筒进级挡圆整，取为D=700mm 。
NT2.5.3 折流板管壳式换热器壳程流体流通面积比管程流通截面积大，为增大壳程流体的流速，加强其湍动程度，提高其表面传热系数，需设置折流板。
单壳程的换热器仅需要设置横向折流板。
采用弓形折流板，弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20%~25%，取25%，取则切去的圆缺高度为：0.25700175h =⨯=mm （2-18） 故可取h =180mm取折流板间距D B 3.0=，则)(2107003.0mm B =⨯= （2-19） 可取为B=250mm 。
折流板数 （块）折流板间距传热管长231-25060001-===N B （2-20）折流板圆缺面水平装配。
化工设计 图3-15图2-5 弓性折流板（水平圆缺）2.5.4其它附件拉杆拉杆数量与直径：由化工设计表4-7 表4-8 该换热器壳体内径为700mm ，故其拉杆直径为φ16拉杆数量为6个。
NB2.5.5接管依据化工原理 式1-24 ，壳程流体进出口接管：取接管内水蒸气流速为=u 1 4.42m /s ，则接管内径为 )(219.042.48.283600173934V 4D 111m u =⨯⨯⨯==ππ）（ （2-21） 圆整后可取内径为=D 1150mm 。
管程流体进出口接管：取接管内液体流速为=u 21m /s ，则接管内径为)(173.017.7093600600004V 4D 222m u =⨯⨯⨯==ππ）（ 圆整后取管内径为D 2=180mm 。
式中：D ——接管内径，m ；u ——流速，/m s ；V ——热、冷流体质量流量，kg/s 。
2.6换热器核算 2.6.1 热流量核算2.6.1.1 壳程表面传热系数壳程表面传热系数用克恩法计算，见式 红书3-2214.0)(Pr31Re55.0136.0o ηηλαwd e= （2-22） 当量直径，依式红书 3-32b 计算：d d t oo e ππ)423(4d 22-=（2-23）将已知数据代入 （2-23）得 ：)(020.0025.0)025.04032.023(4)423(4d 2222m d d t o oe =⨯⨯-⨯=-=ππππ 式中 e d —当量直径，m ； t —管心距，m ； 0d —管外径，m 。