换热器计算步骤..
换热器设计步骤
(1)计算定性温度，确定物理常数：管程t ，壳程T 。
密度ρ，比热c p ，粘度µ，导热系数λ，T 壳程 ， t 管程(2)计算对数平均温差，R=1221T T t t -- S=2111t t T t --，Q=W S C PS (T 1-T 2)= W I C Pi (t 2-t 1) 求出冷流体的流量W i (3)修正温差系数t m t t ε∆∆=∆假定总传热系数K, 列管式换热器中的总传热系数K 的经验值(4)下标ｉ、ｏ、ｍ分别表示管内、管外和平均计算所需传热面积，根据传热面积选管径，管长，管心距，确定管根数N t 。
管径和管内流速 选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=24i Vd u π按单程管计算，所需的传热管长度为 L=po sA d n π按单程管设计，传热管长l ，宜采用多管程结构。
根据设计实际情况，采用非标设计，则换热器的管程数为Np=Ll传热管总根数 Nt=Ns*Np(5)计算壳程直径D s ，算出后根据具体情况决定直径D s 。
(6)分别计算管程与壳程的传热系数1.管程传热系数每程管侧的流路面积为A t =πdi2NT/4ntpassG i =Wt/atRe= di GI/µi查壳程传热系数与折流板圆缺关系图查出JH ,计算出hIh i = JHGICPi(cpµ/λ)-2/3(µ/µw)-0.14忽略粘度矫正µ/µw=12.壳程传热系数A．计算理想的管排传热系数hcB.计算JcC.计算JlD.计算JbE.计算JsF.计算hh 0=hcJcJlJbJsJr计算总传热系数核算总传热系数(7)1.计算管程与壳程的压力降p T =pt+pr+pn+pce= Gi 2/2ρ(1.5/ntpass+4FlS/di*1/Φtr+KC+KE+K)ntpassKC =0.3 KE=0.2 K=4 Φtr黏度校正系数Ret﹥2100,为(µ/µw)-0.14；Ret ＜2100，为(µ/µw)0.25 f为摩擦系数Ret﹥2100,为16/Ret；Ret ＜2100，为0.04/Ret0.162.计算壳程压力降BELL法管束中错流部分压力降+折流板缺口窗中压力降+进出口压力降。
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
完整版换热器计算步骤
完整版换热器计算步骤第一步：确定换热器的基本参数在进行换热器计算之前，需要明确换热器的基本参数，包括所需的换热面积、流体质量流量以及进出口温度等。
这些参数将用于后续的计算。
第二步：确定传热系数换热器的传热系数是换热器计算的重要参数，它表示单位面积上传热的能力。
传热系数的计算可以根据换热器类型采用不同的方法，例如，对于壳管式换热器，可以采用Dittus-Boelter公式或Sieder-Tate公式等。
第三步：计算热负荷根据所需的换热量和传热系数，可以计算出热负荷。
热负荷表示单位时间内从一个流体传递给另一个流体的热量。
第四步：计算流体流量通过热负荷和已知的输入输出温度差，可以计算出流体的质量流量。
流体流量对换热器设计有重要影响，要合理确定。
第五步：计算换热面积在确定了热负荷和流体流量之后，可以通过换热器传热系数来计算所需的换热面积。
换热面积越大，换热效果越好，但对于实际应用来说，换热面积也需要在经济和操作上进行合理的限制。
第六步：确定流体速度流体速度对于换热器的设计和操作都有重要影响。
在实际应用中，需要保证流体速度能够使流体在换热器中均匀流动，并且尽量避免过高或过低的速度。
第七步：校核换热器尺寸换热器的尺寸必须满足设计要求和操作要求。
在校核换热器尺寸时，需要考虑到换热面积、流体速度、壳管或管束结构以及换热器的材料等因素。
第八步：确定换热器传热管的数量换热器传热管的数量是换热器计算中的重要参数。
根据已知的流体流量和传热系数，可以计算出所需的传热管数量。
此外，传热管的直径和长度也需要根据实际应用情况进行确定。
第九步：计算换热器的压力损失换热器的压力损失是通过流体流动过程中所发生的阻力造成的。
压力损失的计算涉及到换热器的结构和材料、流体的速度和粘度等因素。
通过计算压力损失，可以为换热器的实际运行提供参考依据。
第十步：优化设计方案根据以上计算结果，可以对换热器的设计方案进行优化。
通过对不同参数进行适当调整，可以得到满足工程要求和经济要求的最佳设计方案。
换热器换热效率计算方法
换热器换热效率计算方法换热器是一种用于将热能从一个物质传递到另一个物质的装置。
换热器的性能通常通过换热效率来衡量，换热效率定义为传递到热能的比例。
计算换热器换热效率的方法取决于具体的换热器类型和应用场景，下面将介绍几种常见的方法。
1.热交换系数法热交换系数法是一种用于计算传热器换热效率的常见方法，适用于常压下的换热器。
根据传热学的基本原理，换热器的换热效率可以通过比较两种流体之间的传热系数来计算。
传热系数越大，换热器换热效率越高。
具体的计算方法可以根据传热器的结构和工况来确定，一般需要测量流体的温度和流量信息，以及传热表面的几何尺寸和材料等参数。
2.热损失法热损失法是一种常用的计算换热器换热效率的方法，适用于壳管式换热器等换热表面较大的设备。
该方法通过测量进出口流体的温度、流量和热损失等参数来计算换热器的换热效率。
具体的计算方法包括传热率计算、对流换热系数计算和换热器传热面积计算等步骤，最终根据能量平衡可以求得换热器的换热效率。
3.效能法效能法是一种常用的计算换热器换热效率的方法，适用于热力性能较为稳定的换热器。
该方法通过测量进出口流体的温度、流量和热损失等参数来计算换热器的换热效率。
具体的计算方法包括换热系数计算、传热量计算和换热器有效传热面积计算等步骤，最终根据能量平衡可以求得换热器的换热效率。
4.热平衡法热平衡法是一种常用的计算换热器换热效率的方法，适用于热力性能较为复杂的换热器。
该方法通过建立换热器的热平衡方程，考虑不同传热方式的作用，计算进出口流体的温度、流量和热损失等参数，最终根据能量平衡可以求得换热器的换热效率。
总之，换热器的换热效率计算方法多种多样，具体的计算方法需要根据换热器的类型、工况和性能等因素来确定。
在实际应用中，需要综合考虑换热器的传热特性、流体性质和操作条件等因素，选择合适的计算方法，并注意测量数据的准确性和计算过程中的误差控制，以获得可靠的换热效率结果。
完整版换热器计算步骤
完整版换热器计算步骤换热器是一种常见的热交换设备，常用于将热能从一个流体传递给另一个流体。
换热器的设计需要进行一系列的计算步骤，以确保其正常运行和高效工作。
下面是一个完整版的换热器计算步骤，包括设计要素、计算公式和实际操作。
设计要素：1.温度：确定进口和出口的流体温度2.流量：计算流体的质量流量，即单位时间内通过换热器的物质量3.效率：计算换热器的传热效率，即输入热量与输出热量之间的比值4.压降：计算流体在换热器中的压降，以确保流体能够正常流动计算步骤：1.确定换热器的类型：换热器可以分为三类，即管壳式换热器、管束式换热器和板式换热器。
选择适合的类型要考虑流体的性质、压力、温度和流量等因素。
2.确定流体的物性参数：包括热导率、比热容和密度等参数。
这些参数可以通过查阅资料或实验测量得到。
3.计算传热面积：传热面积是换热器的一个重要参数，可以通过传热率和传热温差来计算。
传热率可以通过查表或经验公式计算得到。
4.计算输出温度：根据换热器的效率和输入温度，可以计算出输出温度。
效率可以根据使用经验或理论估计。
5.计算流体的质量流量：通常需要根据应用的需求确定流体的质量流量。
质量流量可以通过测量或经验公式计算得到。
6.计算传热面积：传热面积决定了换热器的尺寸和成本，一般需要通过经验公式或计算得到。
7.计算压降：压降是换热器设计的一个关键参数，需要根据应用的压力要求和流体的性质计算得到。
压降过大会导致流体流速降低，影响传热效率。
8.确定流体流向：根据应用需求和设计要求选择流体的进出口方向。
实际操作：1.收集流体数据：收集流体的压力、温度和流量等数据。
2.计算换热面积：根据选择的换热器类型和待换热流体的数据，计算换热器的传热面积。
3.计算输出温度：根据输入温度、效率和换热器的传热特性，计算输出温度。
4.计算质量流量：根据应用需求和设计要求计算流体的质量流量。
5.计算压降：根据流体的性质和流动条件计算压降。
6.确定流体流向：根据应用需求和设计要求确定流体的进出口方向。
板式换热器设计选型计算方法和步骤
序号12、符号名称单位热侧冷侧ρ密度kg/m³ρh ρcCp 定压比热kJ/kg·℃Cph Cpcλ导热系数W/m·℃λh λc v 运动粘度㎡/s Vh Vc Pr 普朗特数Prh Prc345678拟定初值的办法有两种，即当流程法和不等流程法，其判别条件如下：V1/V2＜2时采用等流程法；V1/V2≥2时采用不等流程法。
1）等流程法：先假设热侧流速Wb或冷侧流速Wc中任意一个值，再由VhWc=VcWh计算出另一个值。
对水--水换热介质，一般W取0.2~0.6m/s2)不等流程法：设Z=V1/V2≥2，先假定Wh和Wc中的任一个值，再按一下二式中的一个计算出另一个值WcVh=ZVcWh（当Vh>Vc时）ZWcVh=VcWh（当Vh<Vc时）计算对数平均温度（1）对流量大允许压力降小的情况应选用阻力小的板型，反之，选用阻力大的板型；（2）根据流体压力和温度情况选用可拆卸式或电焊式；（3）不宜选用单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，降低传热系数。
估算传热面积F'（㎡）F'=Q'/K'∆tm选择板型选择台数（1）大中型换热站可选2~3台最多不超过4台（2）选2台时，其每台的热负荷Q=0.6~0.7Q'选3台时，Q=0.4~0.5Q'拟定板间流速初值式中：μ---运动粘度，kg·s/㎡g----重力加速度，m/s²∆tm=(∆大-∆小)/㏑（∆大/∆小）℃当∆大≈∆小时。
可用算术平均温差代替，即∆tn=(∆大+∆小)/2℃计算热负荷Q=Vh·ρh·Cph（θ1-θ2）=Vc·ρc·Cpc(t1-t2)计算项目计算方法物性参数查处冷热流体平均温度的物性参数若Pr查不到，按Pr=3600Cpμg/λ计算设计条件冷热流体的有关参数；体积流量m³/h；进口温度℃；出口温度℃；允许压力降MPa9 10 11 1213 14 1516 17计算实际换热面积F（㎡）F=(2N·n-1)f计算冷热侧压降∆P'c,∆P'h∆P=EuρW2Nx10-6，MPaEu=bRe d考虑积垢对阻力的影响，乘以1.2系数则：∆Pc=1.2∆Pc'∆Ph=1.2∆Ph'计算传热系数K K=(1/αc+1/αh+Rρ+R fc+R fh)-1计算冷热介质的单程流道数n=V/3600SW计算流程数N N=（Fm/f-1）/2n法，其判别条件如下：V1/V2＜2时采用等流程法；V1/V2≥2时采用不等流程法。
换热器热力设计方案计算
换热器热力设计方案计算
热力设计方案计算是确定换热器的尺寸和参数的重要步骤，这些参数
包括换热面积、换热系数、热传导方程等。
以下是一个换热器热力设计方
案计算的示例，详细说明了计算的步骤和方法。
首先，需要确定换热器所需的换热面积。
常用的计算方法是根据传热
方程来确定，传热方程为：
Q=U*A*ΔT
其中，Q是换热器的传热量，U是换热器的总传热系数，A是换热面积，ΔT是换热器的温度差。
通常情况下，需要根据实际工艺条件和热传
导方程来确定ΔT的值。
接下来，需要计算换热器的总传热系数U。
总传热系数是由换热器的
导热系数和对流传热系数组成的。
导热系数是指换热器材料的导热性能，
可以根据材料的热导率和厚度来计算。
对流传热系数是指流体在管内和管
外的传热性能，可以根据换热器的流体流速、壁面温度和换热器的材料来
计算。
在计算总传热系数U时，需要注意传热系数的单位。
通常情况下，传
热系数的单位是一次性热量的传递能力，单位为W/(m²·K)。
传热系数越大，传热效果越好，换热器的尺寸就越小。
在计算换热面积A时，需要考虑多个参数，包括介质流量、介质温度、介质性质和管束的布置方式等。
需要根据实际工艺条件和设计要求来确定。
最后，需要根据计算结果来确定换热器的尺寸和参数。
根据计算的结果，可以选择合适的换热器型号和规格，满足工艺生产的需求。
总之，换热器热力设计方案计算是一个复杂的工程项目，需要考虑众多的参数和条件。
通过准确计算和合理选择，可以设计出满足工艺要求和性能要求的换热器。
板式换热器选型计算
板式换热器选型计算1.确定换热量首先需要确定板式换热器的换热量，也就是两种介质之间需要传递的热量。
根据实际工程需求和介质的热物性参数，计算出换热量的大小。
换热量的计算公式如下：Q = m * cp * ΔT其中，Q为换热量，m为流体的质量流量，cp为流体的平均比热容，ΔT为介质的温度差。
2.确定换热面积换热面积是决定换热器性能的重要参数之一、根据换热量和换热系数的关系，可以求得所需的换热面积。
换热面积的计算公式如下：A=Q/U其中，A为换热面积，U为换热系数。
3.确定换热器尺寸根据换热器的设计要求和性能参数，可以确定换热器的尺寸。
主要包括板片的长度和宽度，以及换热器的厚度。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的尺寸。
4.确定板片数量根据换热面积和单片换热面积，可以确定所需的板片数量。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的板片数量，通常采用偶数个板片。
5.确定流体通道确定流体通道是板式换热器选型计算的重要步骤。
根据介质的性质和换热条件，选择适合的流体通道方式，例如并流式、逆流式或交叉流式。
6.确定板片间距板片间距是决定流体通道宽度的参数，对换热器的性能具有很大的影响。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的板片间距。
7.确定流体速度流体速度是板式换热器选型计算中的关键参数之一、根据换热器设计要求和流体性质，确定合适的流体速度，通常根据实际工程经验进行估算。
8.确定板片材料根据介质的性质和工艺要求，选择合适的板片材料。
常见的板片材料有不锈钢、钛合金、镍合金等，需要根据介质的腐蚀性和温度要求进行选择。
以上是板式换热器选型计算的主要内容和方法。
在实际工程中，需要根据具体的需求和工艺要求，进行详细的计算和分析，以确定最适合的板式换热器规格和参数。
同时，还需要考虑工艺的可行性和经济性，选择合适的设备。
板式换热器设计选型计算方法和步骤
板式换热器设计选型计算方法和步骤板式换热器是一种常用的热交换设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体，常用于工业生产和暖通空调系统等领域。
在进行板式换热器设计的时候，需要进行选型计算，确保选用适合的设备。
以下是板式换热器设计选型计算的方法和步骤。
1.确定换热要求：在进行选型计算之前，首先需要明确换热器的换热要求。
需要确定的参数包括热量传递量、流体的流量及温度等。
根据实际应用需求，可以计算出所需要的传热面积。
2.确定流体性质：在进行选型计算之前，需要明确流体的物理性质，如密度、比热容、导热系数等。
这些参数将用于计算换热器的传热系数以及流体流量。
3.确定换热器类型：根据实际需求和换热要求，确定适合的换热器类型。
常见的板式换热器类型包括波纹板式换热器、平板式换热器和多馏分板式换热器等。
4.计算换热面积：根据给定的热量传递量和流体的物理性质，可以计算出所需的传热面积。
传热面积的计算公式为：A=Q/(U·ΔTm)，其中Q 为热量传递量，U为整体传热系数，ΔTm为全平均温差。
5.确定流体侧压降：计算流体在板式换热器内的压降，确保流体正常流动。
可以使用经验公式或流体力学计算方法来进行压降的计算。
6.选择合适的传热板：根据流体的流动性质和换热要求，选择合适的传热板。
传热板的选择应考虑其传热效果、耐腐蚀性、结构强度等因素。
7.确定板片数量：根据计算得到的传热面积和板片的面积，可以计算出所需的板片数量。
板片数量的选择应根据实际运行要求来确定，以确保换热器具有足够的传热面积。
8.确定板片间距和通道宽度：根据流体的流量和换热要求，确定板片间的间距和通道的宽度。
这些参数将影响流体的流速、压降以及换热效果。
9.进行换热器的设计绘图：根据以上计算结果，进行换热器的设计绘图。
绘图应包括换热器的尺寸、管道连接方式、流体进出口位置等详细信息。
10.进行换热器的性能验证：进行换热器的性能验证和参数调整，确保设计的换热器符合实际使用要求。
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。
换热器换热面积选型计算方法
换热器换热面积选型计算方法换热器是广泛应用于化工、石油、电力、制药等领域的一种热交换设备。
换热器的性能与换热面积密切相关，正确选择和计算换热器的换热面积是确保其正常运行和高效工作的重要步骤。
换热器的换热面积选型计算方法包括以下几个步骤：1.确定热负荷：首先需要确定需要换热的流体（冷介质和热介质）的热负荷，即需要传递的热量。
热负荷的计算通常通过流体质量流量、温度差以及流体的物性参数来进行。
2.确定换热方式：根据实际情况选择合适的换热方式，常见的换热方式有对流换热、辐射换热和传导换热。
3.确定传热系数：传热系数是换热器换热性能的关键参数，它取决于流体的性质、流态、管道的形状结构等因素。
根据实际情况，可以通过测量、实验或者查阅相关资料来确定传热系数。
4.确定温度差：换热器的效率与流体的温度差密切相关，确定温度差可以根据实际情况估算或者通过测量得到。
5.确定换热面积：根据换热原理和所选换热器的类型，可以利用经验公式、换热器设计手册或者数值模拟等方法来计算换热面积。
根据不同的换热器类型，具体的计算方法会有所差异。
下面以常见的壳管换热器为例，介绍其换热面积选型计算方法。
壳管换热器换热面积计算方法：1.根据热负荷确定总传热系数U，U的计算公式为：U = 1 / (1/Uc + 1/Uh + Σ((1/(hdo*do)) + (ln(do/di)/2πλm) + (to - ti)/(2πλm*do)))其中，Uc为壳程流体的对流传热系数，Uh为管程流体的对流传热系数，hdo为壳程流体在管束上的对流传热系数，do为管束的外径，di为管束的内径，λm为管束的平均导热系数，to是壳程流体的出口温度，ti 是管程流体的进口温度。
2.根据总传热系数U和温度差ΔT计算估算换热面积A，A的计算公式为：A=Q/(U*ΔT)其中，Q为热负荷，ΔT为温度差。
3.根据设计要求和实际情况，考虑到换热器的排污、防腐等问题，适量增加换热面积，得到最终的换热面积选型。
换热器设计计算步骤.doc
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 70997.70.6680.0000004150.0005832.5580 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 。
管壳式换热器热力计算
式中 mc，mh——分别为冷流体、热流体的质量流速，kg/s； cp,c，cp,h——分别为冷流体、热流体的定压比热容，J/(kg·℃）； Tc,i，Tc,o——冷流体的进、出口温度，℃； Th,i，Th,o——热流体的进、出口温度， ℃；
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=η cQ1 热损失系数η c通常取0.97~0.98 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。
1.3平均温度差和温差修正系数
(1)算术平均温度差 Δ tm1= (Δ t1+ Δ t2)/2 (2)对数平均温度差 Δ tm2= (Δ t2- Δ t1)/ln (Δ t2 / Δ t1) 式中 Δ tm2——较大的温度差； Δ tm1——较小的温度差。 当Δ tm1/ Δ tm2<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。
1.稳态传热方程
热流体将热量通过某固定面传给冷流体成为传热，稳态传热 的基本方程为：Q=KAΔ tm 式中 Q——热负荷，W； K——总传热系数，W/(m2·℃)； A ——换热器总传热面积，m2； Δ tm——进行换热的两流体之间的平均温差， ℃
1.1热负荷
当忽略换热器对周围环境的散热损失时，根据能量平衡， 热流体所放出的热量应等于冷流体所吸收的热量。即： Q=mccp,c(Tc,o-Tc,iຫໍສະໝຸດ =mhcp,h(Th,i-Th,o)
(3)温差修正系数FT 在错流和折流换热器中，温度分布情况相当复杂，可按(2) 中公式计算出逆流的平均温度差，然后乘以修正系数，即 可计算有效平均温差Δ tm； Δ tm=FTΔ tlm 式中 Δ tlm——逆流时的对数平均温度差，℃； FT——温差修正系数 (查换热器设计手册中图1-3-6 取得)。
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。
列管式换热器计算
列管式换热器计算列管式换热器（shell and tube heat exchanger）是广泛应用于工业生产过程中的一种热能传递设备。
它主要由壳体、管束和传热介质组成，通过将两个介质分别流经壳体和管束，实现热能传递的目的。
在进行列管式换热器的计算之前，需要了解一些基本的参数和公式。
1.热传导功率计算公式：热传导功率（Q）可以通过以下公式计算：Q=U×A×ΔTm其中，U为传热系数（W/(m²·K)），A为传热面积（m²），ΔTm为平均温差（K）。
2.传热系数的计算：传热系数的计算是列管式换热器计算中的关键步骤。
传热系数（U）可以通过以下公式计算：1/U = 1/hi + Σ(δ/ki) + 1/ho其中，hi为管内传热系数（W/(m²·K)），δ为管壁厚度（m），ki为管材的导热系数（W/(m·K)），ho为壳体侧传热系数（W/(m²·K)）。
3.管内传热系数的计算：管内传热系数（hi）可以通过经验公式获得。
常用的经验公式有Dittus-Boelter公式和Sieder-Tate公式。
4.壳体侧传热系数的计算：壳体侧传热系数（ho）通常需要经验或试验数据来确定，也可以通过计算软件进行估算。
5.平均温差的计算：平均温差（ΔTm）可以通过以下公式计算：ΔTm = (Ts – Tf) / ln((Ts – Tf) / (Tg – Tf))其中，Ts为传出介质的温度（K），Tf为传入介质的温度（K），Tg为壳体侧介质的温度（K）。
通过以上的基本参数和公式，可以进行列管式换热器的计算。
首先，需要确定换热器的设计要求和工艺参数，例如需求的传热功率、传入介质和传出介质的温度、壳体侧介质的温度等。
其次，选择适当的管材和壳体材料，确定管径、管程数和管束类型。
根据设计要求，计算所需的传热面积，并选择管程数和管长。
然后，通过管内传热系数的计算公式，确定管内传热系数。
(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 。
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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 。
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，℃；图2-1 列管式换热器流型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：S ——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p 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.管径和管流速根据红书 表3-2 换热管规格根据 红书 表3-4 取管流速s m i /1u = ⒉管程数和传热管数 依红书3-9式 un dqv 24π=，可根据传热管径和流速确定单管程传热管数758.74102.047.70967.164n 22≈=⨯⨯==ππu d qii v s （根） (2-7) 式中qv——管程体积流量，s 3m ；n ——单程传热管数目；i d ——传热管径，mm ； u ——管流体流速，sm 。
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，mA p——传热面积，2m ；do——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=⨯=⨯=Nn N psT（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）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：m m 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mmt 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壳体径采用多管程结构，壳体径可按式计算。
正三角形排列，4管程，取管板利用率为0.70.8~.60==ηη，取，则壳体径为 )mm (5.6957.03003205.105.1=⨯⨯==ηNTtD . （2-17） 式中：D ——壳体径,m; t ——管中心距,m;NT——横过管束中心线的管数按卷制圆筒进级挡圆整，取为D=700mm 。
2.5.3 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N B（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 该换热器壳体径为700mm ，故其拉杆直径为φ16拉杆数量为6个。
2.5.5接管依据化工原理 式1-24 ，壳程流体进出口接管：取接管水蒸气流速为=u 1 4.42m/s ，则接管径为 )(219.042.48.283600173934V 4D 111m u =⨯⨯⨯==ππ）（ （2-21） 圆整后可取径为=D 1150mm 。
管程流体进出口接管：取接管液体流速为=u 21m/s ，则接管径为)(173.017.7093600600004V 4D 222m u =⨯⨯⨯==ππ）（ 圆整后取管径为D 2=180mm 。
式中：D ——接管径，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 。
壳程流通面积依红书式3-25计算)1(StBD d o o-=)(038.0)032.0025.01(7.025.0)1(2m t BD d S o o=-⨯⨯=-=22(1)d s BD t =- （2-24） 式中 B —折流板间距，m ；D —壳体径，m ； t —管心距，m ；do—管径，m ；So—壳程流通面积，2m 。
依据红书计算步骤，壳程流体流速及其雷诺数 分别为415.4038.0)8.283600(17393S u o o =⨯==V o （m/s ） （2-25）72.1132751045.228.28415.402.0u d Re6=⨯⨯⨯==-μρe o （2-26） 普朗特数122.1=Pr黏度校正 1)(14.0≈ηϖη 壳程表面传热系数℃）（⋅=⨯⨯⨯==23155.01o W/m 5.6821122.111327602.00606.036.014.0)(Pr31Re55.036.0ηηλαwed（2-27） 式中 2u —壳程流体流速，/m s ；2s —壳程流通面积，2m ； ρ—密度，3/kg mm —热流体的质量流量，/kg h 。