盘管换热器相关计算
螺旋盘管换热器计算2
计算结果
4034
26969
14
0.00015
确定传热 面积
对数平均 温差公式
tlm
[(管入 壳入) （管出 - 壳出）] ln（[ (管管入出- 壳壳出入）)]
对数平均 温差计算
管入T1（°C）
管出T2（°C） 壳入t1（°C） 壳出t2（°C）
计算结果
100
50
20
21.75
盘管所需
圈数
N
盘管所需
D*u*
管内雷诺 数计算
D(m)
(kg / m3)
μ（Kg/m.h） M(Kg/h)
计算结果
0.0043
977.8
1.476
420
盘形管传 热系数公
hi jH (K / D)NP1/r3
式
盘形管传 热系数计 jH
算
计算结果
200
K (kcal / h mc) 0.576
计算总传 热系数
111 x
计算壳程 传热系数 ho
盘管所需 长度公式
L N (6.28*r)2 p2
盘管所需 长度计算
r(m)
p(m)
计算结果
0.0963
L/N(m)
0.00945
0.605
流体的质
量流速公 式
Gs 4
C2 B2
M
C d0 2 B d0 2
流体的质 量流速计 C(m) 算
计算结果
B(m) 0.2052
热系数计算
计算结果
0.0043
hi0 (kcal / h m22ooC)
0.0063
26969
Q (m2 ) U * tc
do(m)
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg 水 6小时升温30℃单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况：定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re 21244.31 Re 25179.86 管径0.20mRe 30349.01Re 35971.22湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5 物性参数： 40℃饱和水参数。
黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃) 求解过程：盘管内平均水温40℃为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4（d1）0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7（d2）管内对流换热系数为l Nu h ff i λ⋅==143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1） lNu h ff i λ⋅==190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2） 管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6（d1）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2=927492.9（d2）其中g=9.8 N/kgβ为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504（d2）其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为dNu m λα==18.48755*0.635/0.014=838.5422（d1）dNu m λα==23.47504*0.635/0.014=677.5749（d2）其中λ为0.635w/(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891 U=257.0138 （d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186 U=238.9191 （d2）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃ λ=393W/m ℃k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/㎡·s ·℃ 自来水 k o =0.0002㎡℃/W 换热器铜管长度 dq l απ70==3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1（d1） A=1.53dq l απ70==3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2（d2） A=1.65二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升30℃，⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅+⋅=hx hx CL R c IN AU A U F 1A A =9.5㎡ 式中IN A —间接系统集热器总面积，㎡L R U F —集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，L R U F 宜取4～６W/（㎡·℃） 对真空管集热器，L R U F 宜取１～２W/（㎡·℃）取1hx U —环热器传热系数，W/（㎡·℃） hx A —换热器换热面积，㎡c A —直接系统集热器总面积，㎡ )1(J f)t t (C Q A L cd T i end w w c ηη--=w Q —日均用水量，kgw C —水的定压比热容，kJ/（kg ·℃） end t —出水箱内水的设计温度，℃i t —水的初始温度，℃f —太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1T J —当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/㎡η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25～0.5 取0.6 cdη—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 取L0.2结论：1）换热器入口流速在1 m/s 左右2）保证换热器内的平均温度在40℃左右3）换热器的入口压力不低于0.2 5MPa三、换热器计算 1.传热面积TU Q A ∆=(2.1.1)A — 传热面积 ㎡Q —传热量 J/sU —传热系数 J/㎡·s ·℃ ΔT －平均温度差 ℃2.平均温度差（考虑逆流情况）c1h2c2h1c1h2c2h1T T T T ln )T T ()T (T T -----=∆（2.2.1） 其中T c —冷流体温度 ℃ T h —热流体温度 ℃下标1为入口温度，下标2为出口温度 当c1h2c2h1T T T T --≤2时，可用算数平均值计算，即2)T T ()T (T c1h2c2h1-+-（2.2.2） 3.传热系数U)A A (k 11)k 1h 1()A A (h 1U 1io i o o o i o i ++++=λδη（2.3.1）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃k i ,k o －分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k i ,k o 均为1） J/㎡·s ·℃ηo －为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo ＝1）ioA A －为换热管的外表面积与内表面积之比； 4.螺旋管内表面传热系数lNu h ff i λ⋅=（2.4.1） 其中h i —管内表面传热系数 J/㎡·h ·℃f Nu —努塞尔数f λ—流体导热系数 W/m ·K换热器设计流量为：4L/min ～14L/min ， 管内为湍流时实验关联式验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.1～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
换热盘管换热功率计算公式
换热盘管换热功率计算公式换热盘管是一种常用的换热设备，用于在工业生产中进行换热操作。
换热盘管的换热功率是一个重要的参数，它可以帮助我们了解换热盘管的换热效率和性能。
在实际工程中，我们需要通过计算来得到换热盘管的换热功率，以便进行设计和操作。
换热盘管的换热功率计算公式可以通过传热学的基本原理推导得出。
换热盘管的换热功率与多个因素相关，包括换热盘管的表面积、传热系数、温度差等。
下面我们将介绍换热盘管换热功率计算公式的推导过程，以及在实际工程中的应用。
首先，我们需要了解换热盘管的换热面积。
换热盘管的换热面积可以通过几何参数计算得出，通常用于计算的几何参数包括换热盘管的长度、直径等。
换热盘管的换热面积可以表示为A，单位为平方米。
其次，我们需要了解换热盘管的传热系数。
传热系数是一个描述换热盘管换热性能的参数，它与换热盘管的材料、流体性质、流体速度等因素相关。
传热系数可以表示为h，单位为W/(m^2·K)。
最后，我们需要了解换热盘管的温度差。
温度差是指换热盘管内外流体的温度差异，它是影响换热功率的重要因素。
温度差可以表示为ΔT，单位为摄氏度。
根据传热学的基本原理，换热盘管的换热功率可以表示为：Q = A h ΔT。
其中，Q表示换热盘管的换热功率，单位为W。
A表示换热盘管的换热面积，单位为平方米。
h表示传热系数，单位为W/(m^2·K)。
ΔT表示温度差，单位为摄氏度。
通过这个换热功率计算公式，我们可以很方便地计算出换热盘管的换热功率。
在实际工程中，我们可以通过测量换热盘管的几何参数、流体性质和温度差，来得到换热盘管的换热功率。
这样可以帮助我们评估换热盘管的性能，进行设备选型和操作参数的确定。
除了上述的换热功率计算公式，我们还可以通过一些修正因子来考虑一些其他因素对换热功率的影响。
例如，对于换热盘管内外流体的传热不均匀性，我们可以引入一个修正因子来修正传热系数。
对于换热盘管的传热表面受到污垢或腐蚀的影响，我们也可以引入修正因子来修正传热系数。
盘管计算公式
盘管计算公式盘管计算公式在暖通空调系统中，盘管是常用的换热设备之一。
为了能够正确地选择和设计盘管，我们需要掌握一些与盘管相关的计算公式。
本文将列举一些与盘管计算相关的公式，并提供相应的例子进行解释说明。
散热量计算公式1. 直流盘管散热量计算公式直流盘管的散热量可以通过以下公式进行计算：Q = m * cp * ΔT其中， - Q 表示散热量（单位为瓦特，W） - m 表示流经盘管的水质量流量（单位为千克/秒，kg/s） - cp 表示水的比热容（单位为焦耳/千克·摄氏度，J/kg·°C） - ΔT 表示冷却水的进出水温差（单位为摄氏度，°C）例如，如果一台直流盘管中的冷却水的水质量流量为 kg/s，水的比热容为kJ/kg·°C，冷却水的进出水温差为10°C，则该盘管的散热量为：Q = * * 10 = kW2. 双管盘管散热量计算公式双管盘管的散热量计算相对复杂一些，可以通过以下公式进行计算：Q = m * cp * ΔT1 + m * cp * ΔT2 + 2 * m * cp * ΔT3 + m * cp * ΔT4其中， - Q 表示散热量（单位为瓦特，W） - m 表示流经盘管的水质量流量（单位为千克/秒，kg/s） - cp 表示水的比热容（单位为焦耳/千克·摄氏度，J/kg·°C） - ΔT1、ΔT2、ΔT3、ΔT4 分别表示冷却水的进出水温差（单位为摄氏度，°C）例如，一台双管盘管中的冷却水的水质量流量为 kg/s，水的比热容为kJ/kg·°C，冷却水的四个进出水温差分别为10°C、5°C、8°C和12°C，则该盘管的散热量为：Q = * * 10 + * * 5 + 2 * * * 8 + * * 12 = kW流通水量计算公式1. 直流盘管流通水量计算公式直流盘管的流通水量可以通过以下公式进行计算：m = Q / (cp * ΔT)其中， - m 表示流经盘管的水质量流量（单位为千克/秒，kg/s）- Q 表示散热量（单位为瓦特，W） - cp 表示水的比热容（单位为焦耳/千克·摄氏度，J/kg·°C） - ΔT 表示冷却水的进出水温差（单位为摄氏度，°C）例如，如果一台直流盘管的散热量为 kW，水的比热容为kJ/kg·°C，冷却水的进出水温差为10°C，则流经该盘管的水质量流量为：m = * 1000 / ( * 10) = kg/s2. 双管盘管流通水量计算公式双管盘管的流通水量计算公式与散热量计算公式类似，可以使用相同的公式进行计算。
加热盘管计算书
加热盘管计算书
.
'. 加热盘管计算书
由已知：开式集热水箱，有效容积20吨，高度2米
1.20吨水由5℃加热至55℃
由公式：Q=Cm△t
Q: 为所需热量，单位：KJ
C：水的比热容，取值：4.12KJ/kg*℃
△t：温差，单位：℃
通过计算得：Q=4120000KJ
由公式：P=Q/t
P：为加热盘管的功率，单位：KW
Q：为加热所需热量，单位：KJ
t：为盘管加热时间，取值6h，即21600s 通过计算得：P≈190KW
2.水箱内通过间接加热的加热盘管对其进行加热
由公式
F：为换热盘管面积
C: 由换热量及盘管内阻力选取，由经验取1.2的余量
e：为结垢影响系数，取值0.8
K：为传热系数，取值3KW/㎡*℃
△t：为换热前后温度差，取值10℃
通过计算得：F=9.5㎡
3.盘管长度计算
我们选用DN32的管路，已知DN32管道的外径为34mm
其1m的外表面积：由计算公式S=L*C
S：为外表面积，单位㎡
L：为管道长度，单位m
C：为管道周长，单位m 通过计算得S=0.133136㎡
因此的总的换热盘管长度：L=F/S≈72m。
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg 水 6小时升温30℃单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600**10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况：定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re Re 管径0.20m Re Re湍流范围：Re=10^4~*10^5 物性参数：40℃饱和水参数。
黏度—*10^-6 运动黏度— *10^-6 普朗特数— 导热系数—*10^2 w/(m. ℃)求解过程：盘管内平均水温40℃为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为0.4f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝** （d1） 0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝** （d2）管内对流换热系数为lNu h ff i λ⋅==*= （d1）lNu h ff i λ⋅==*= （d2） 管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==**10^-4*10*.0163/*10^-6)2= （d1） 23/υβtd g Gr ∆==**10^-4*10*.0223/*10^-6)2=（d2）其中g= N/kgβ为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να=*= （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=*= （d2）其中Pr 普朗特数为 对流换热系数为dNu m λα==*= （d1） dNu m λα==*= （d2）其中λ为(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/+1/+1/393= U= （d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/+1/+1/393=U= （d2）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃ λ=393W/m ℃k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/㎡·s ·℃ 自来水 k o =㎡℃/W换热器铜管长度 dq l απ70==3500/10/= （d1）A=dq l απ70==3500/10/= （d2）A=二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升30℃，⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅+⋅=hx hx CL R c IN AU A U F 1A A =㎡式中IN A —间接系统集热器总面积，㎡L R U F —集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，L R U F 宜取4～６W/（㎡·℃） 对真空管集热器，L R U F 宜取１～２W/（㎡·℃）取1hx U —环热器传热系数，W/（㎡·℃）hx A —换热器换热面积，㎡c A —直接系统集热器总面积，㎡ )1(J f)t t (C Q A L cd T i end w w c ηη--=w Q —日均用水量，kgw C —水的定压比热容，kJ/（kg ·℃） end t —出水箱内水的设计温度，℃i t —水的初始温度，℃f —太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1T J —当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/㎡cd η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为～ 取L η—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为～ 取结论：1） 换热器入口流速在1 m/s 左右 2） 保证换热器内的平均温度在40℃左右 3） 换热器的入口压力不低于 5MPa三、换热器计算1.传热面积TU Q A ∆=(2.1.1)A — 传热面积 ㎡ Q —传热量 J/sU —传热系数 J/㎡·s ·℃ ΔT －平均温度差 ℃2.平均温度差（考虑逆流情况）c1h2c2h1c1h2c2h1T T T T ln )T T ()T (T T -----=∆（2.2.1） 其中T c —冷流体温度 ℃ T h —热流体温度 ℃下标1为入口温度，下标2为出口温度 当c1h2c2h1T T T T --≤2时，可用算数平均值计算，即2)T T ()T (T c1h2c2h1-+-（2.2.2）3.传热系数U)A A (k 11)k 1h 1()A A (h 1U 1io i o o o i o i ++++=λδη（2.3.1）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m λ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃k i ,k o －分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k i ,k o 均为1） J/㎡·s ·℃ ηo －为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo ＝1）ioA A －为换热管的外表面积与内表面积之比； 4.螺旋管内表面传热系数lNu h ff i λ⋅=（2.4.1） 其中h i —管内表面传热系数 J/㎡·h ·℃f Nu —努塞尔数f λ—流体导热系数 W/m ·K换热器设计流量为：4L/min ～14L/min ，管内为湍流时实验关联式验证范围：Re f ＝104～×105,Pr f ＝～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
换热器换热面积计算表
换热器换热面积计算表copper3/8h:25.4w:22152.4请输入红色字体排数=2（排）L=716.00（mm ）每英寸P 片、片数=13.00（片）H=609.6（mm ）孔高1英寸=25.40（mm ）盘管数=124总片数P=L /25.4*P 片1. 总片数P=716.0025.4013.00366（片）812.8孔数=H /25.4482. 孔数=609.6025.4024（个）每片面积A=H *22-孔数*（9.52/2）2*3.143. 每片面积A=609.6022.002422.6576 3.1411703.72326（mm 2）每片间隔=25.40/P 片4. 每片间隔=25.4013.00 1.95（mm ）1排有几片=L / 每排间隔5. 1排有几片=716.00 1.95366（片）1排总翅片面积=序号5*序号36. 1排总翅片面积=36611703.724288907.72（mm 2）总翅片面积=序号6* 排数7. 总翅片面积=4288907.7228577815.44（mm 2）单根铜管面积= 3.14*9.52*L8. 单根铜管面积= 3.149.52716.0021403.2448（mm 2）1排铜管数=H /25.49. 1排铜管数=609.6025.4024（mm 2）铜管总面积=序号8序号9*排数10. 铜管总面积=21403.2424 2.001027355.75（mm 2）单盘管面积=序号7+序号10最终结果盘管总面积=单盘管面积*盘管数18.1830（m 2）单盘管面积=17155630.891027355.7518182986.6418.18303/8"热交器换热面积计算1英寸=25.4mm L ：热交长度W ：热交宽度（m 2）H ：热交高度。
(完整版)盘管加热计算
输入 输入
Pa·s与 kg/m·h的 换算关系是 *3600
输入 输入 查表：Mpa(G)为表压， 查表时应+0.1MPA=绝压
查表 查表
输入 对比经验数据 输入 输入 输入 输入 输入 对比经验数据 输入 查表
查表 查表
查表 查表 查表 输入 查表
比较差异<3%,假设成立
50%尿素溶液30℃
50%尿素溶液30℃
Q=
质量浓度 密度 质量 初始温度 终了温度 比热容
比热容
导热系数ki
50%尿素溶液30℃ 尿素溶液
动力粘度μi 升温所需的热量
4100 mm
5200 mm
69
m3
0.7670
77.77772593 m2
3600 s
20 15.7 17.85 0.04 岩棉
3
4.078904564
1131 kg/m3
0.47
0.25
85
℃
1090 kg/m3
0.000578687
607656512.1
104.87
631.84
kcal/(m·h ·℃)
123.30
kcal/(m2· h·℃)
21.65 ℃
292.5355065 %
84.94 0.00008
(m2·h· ℃)/kcal
0.732
0.738
0.482
% kg/m3 kg ℃ ℃ kcal/(kg· ℃) kcal/(kg· ℃) kcal/(m·h ·℃)
2.664 kg/m·h
441212.8231 kcal
加热介质 蒸汽
压力
蒸汽 1.27
Mpa(G)
盘管换热器换热系数
盘管换热器换热系数1. 引言1.1 引言盘管换热器是一种常用的换热设备，其换热系数是评价其换热效率的重要指标之一。
换热系数是指在单位时间内，单位面积内传热量与温度差之比，是描述换热器传热性能的一个重要参数。
在工程实践中，正确地计算和调节盘管换热器的换热系数，可以提高换热效率，节约能源，减少成本，保证设备安全运行。
本文将围绕盘管换热器换热系数展开讨论，从定义、影响因素、计算方法、调节方法以及应用领域等方面进行深入分析。
希望通过本文的阐述，读者能够更加全面地了解盘管换热器换热系数的重要性和影响因素，掌握正确的计算和调节方法，更好地应用于实际工程中。
换热器在现代工业生产中扮演了至关重要的角色，其性能的优劣直接影响到工艺的效率和产品的质量。
深入研究盘管换热器的换热系数，对于工程技术人员和相关领域的研究者来说具有重要意义。
通过不断的学习和实践，我们可以更好地利用盘管换热器的性能优势，推动工业生产的持续发展。
2. 正文2.1 盘管换热器换热系数的定义盘管换热器换热系数是指在盘管换热器中，单位时间内从一个流体传递给另一个流体的热量与传热面积和温度差的比值。
换热系数的大小直接影响到换热器的换热效率，是评价换热效果的重要参数之一。
在盘管换热器中，热量传递主要通过液体或气体流过管内外壁表面来实现，而换热系数的大小受到多种因素的影响。
这些因素包括流体性质、流动状态、管道布局等，都会对换热系数产生影响。
换热系数的计算方法一般可以通过实验数据处理、理论分析、数值模拟等手段得到。
对于盘管换热器来说，一般采用平均传热系数来计算，并考虑传热面积、传热过程中的阻力等因素。
为了提高盘管换热器的换热效率，可以采取一些调节方法，比如改变流体速度、增加传热面积、优化管道布局等。
这些方法可以有效地提高换热系数，从而达到节能减排、提高换热效率的目的。
盘管换热器换热系数的应用领域非常广泛，包括化工、电力、冶金、航空航天等领域。
通过合理设计和优化，可以实现盘管换热器在不同领域的高效应用，为工业生产提供可靠的换热解决方案。
盘管的换热面积 功率对照表
盘管的换热面积功率对照表
换热器是一种重要的设备，它可以将热能从一个流体传递到另一个流体，从而实现热能的转换。
换热器的换热面积是指换热器内部的换热表面积，它是换热器的重要参数，可以影响换热器的性能。
换热器的换热面积与功率之间存在一定的关系，一般来说，换热器的换热面积越大，换热器的功率就越大。
因此，在选择换热器时，应根据实际需要，选择合适的换热面积，以满
足换热器的功率要求。
换热器的换热面积和功率之间的关系可以通过换热器功率对照表来表示。
换热器功率对照表是一种根据换热器的换热面积和功率之间的关系，将换热器的换热面积和功率列出来的
表格。
通过换热器功率对照表，可以根据实际需要，快速确定换热器的换热面积和功率。
换热器的换热面积和功率之间的关系是换热器的重要参数，可以影响换热器的性能。
因此，在选择换热器时，应根据实际需要，选择合适的换热面积，以满足换热器的功率要求，并
参考换热器功率对照表，以确定换热器的换热面积和功率。
螺旋盘管换热器计算1
热系数计算
计算结果
0.0043
hi0 (kcal / h m2oC)
0.0063
26840
Q (m2 ) U * tc
do(m)
L/N(m) De(m)
0.0063 0.605
0.0110
μ （Kg/m.h）
K (kcal / h mc)
2.88 0.532
Npr 5.40
cal / h m2oC)
1.46
0.999
hi (kcal / h m2oC) DH(m)
hic (kcal / h
2.537
36474
0.1926
Ra (kcal / h mc) x(m) 0.00015
1/U 0.001
U (kcal / h m2oC)
0.000595157
1680
tlm (0C) 49.7
计算结果
5363
26840
14
0.00015
确定传热 面积
对数平均 温差公式
tlm
[(管入 壳入) （管出 - 壳出）] ln（[ (管管入出- 壳壳出入）)]
对数平均 温差计算
管入T1（°C）
管出T2（°C） 壳入t1（°C） 壳出t2（°C）
计算结果
100
50
20
21.75
盘管所需
圈数
N
盘管所需
hi 0
Ke
Rt Ra
D(m) 0.0043
总传热系 数计算公
1 U
1 h0
1 hi 0
x Ke
Rt
Ra
式
总传热系 数计算
h0(kcal/ h m2oC)
hi0 (kcal / h m2oC) Ke (kcal / h mc) Ri (kcal / h mc) Ra (kcal / h m
盘管的换热效率_概述说明以及解释
盘管的换热效率概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在热交换领域中，盘管是一种常用的换热器件。
它利用管道内流体的流动与外部环境的接触，通过传导、对流和辐射进行热量交换。
盘管的换热效率作为衡量其性能优劣的重要指标之一，对于工业生产和能源利用具有重要意义。
本文旨在系统地介绍盘管的换热效率，并探讨影响盘管换热效率的因素以及提高其换热效率的方法。
同时，本文还将通过实验与数据分析，验证结论并深入分析结果，以进一步加深对盘管换热性能的认识。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
首先是引言部分，在这里我们将向读者介绍文章所要探讨的问题以及整体内容安排。
然后是第二部分，详细介绍了盘管的换热原理，并列举了影响其效率的因素。
随后，在第三部分中我们将描述设计与搭建实验平台的步骤，并进行数据收集和分析解释。
第四部分将展示盘管在工业中广泛应用的案例，并进行具体的分析和评估。
最后，在第五部分中我们将总结本文所得出的结论，并展望盘管换热未来的发展趋势。
1.3 目的本文的目标是全面了解盘管的换热效率，包括其原理、影响因素和提高方法。
通过实验与数据分析，深入探讨盘管的性能及其在工业中应用的情况，并对未来发展趋势进行预测。
通过本文内容的阐述，读者将获得对盘管换热效率有初步认识并了解如何优化和改善其性能。
请注意：由于使用技术限制，我无法提供完整文章内容。
以上是“1. 引言”部分摘要，请根据需要进行修改或扩充。
2. 盘管的换热效率2.1 盘管换热原理盘管是一种常用于热交换设备中的关键部件，用于实现流体之间的热量传递。
其基本原理是通过在盘管内外分别流动不同介质的液体或气体，使得热量从一个介质传递到另一个介质中。
在这个过程中，盘管内外的介质通过壁面进行传热，并形成温度差，实现了换热效果。
2.2 影响盘管换热效率的因素盘管的换热效率受到多种因素的影响。
首先，盘管材料和结构对换热效率有重要影响。
例如，选择导热性能良好、耐腐蚀性强的金属材料作为盘管材料可以提高换热效率；而合理设计盘管结构，如增加受热面积、改善流体流动状态等都能促进更有效的传热。
盘管热水加热设计计算
5.3
63
1350.0 0.7
25.1 51.5 1350.0 0.7
7.5 61.5 1350.0 0.7
7.6 61.5 1350.0 0.7
13.4 61.5 1350.0 0.7
9.7
63
1350.0 0.7
3.1 63.5 1350.0 0.7
0.1 19.00 0.5 19.00 0.1 19.00 0.1 19.00 0.2 19.00 0.2 19.00 0.1 19.00
式 中 ： C1C 2分 别 为 容 器 和 介 质 的 比 热 （K cal/ Kg ℃ ）
M1 M2 分 别 为 容 器 和 介 质 的 质 量 （K g）
△T 为 所 需 温 度 和 初 始 温 度 之 差 （ ℃ ）
H为 初 始 温 度 加 热 到 设 定 温 度 所 需 要 的 时 间 （h ）
4.18 231.7 1.4
6 460 27 1
4.18 13.0 31.0 85 50
4.18 167.7 1.4
7 155 20 1
4.18 13.0 30.0 85 50
4.18 54.2 1.4
盘管热水加
一 、 电 加 热 器 的 设 计 计 算 ， 一 般 按 以 下 三 步 进 行 ：
1 、 计 算 从 初 始 温 度 在 规 定 的 时 间 内 加 热 至 设 定 温 度 的 所 需 要 的 功
2 210.0 10 210.0
2 210.0 2 210.0 4 210.0 3 210.0 1 210.0
2 0.6 1.2 14 0.6 1.2
3 0.6 1.2 3 0.6 1.2 6 0.6 1.2 4 0.6 1.2 1 0.6 1.2
加热盘管计算书
加热盘管计算书
由已知：开式集热水箱，有效容积20吨，高度2米
1.20吨水由5℃加热至55℃
由公式：Q=Cm△t
Q: 为所需热量，单位：KJ
C：水的比热容，取值：4.12KJ/kg*℃
△t：温差，单位：℃
通过计算得：Q=4120000KJ
由公式：P=Q/t
P：为加热盘管的功率，单位：KW
Q：为加热所需热量，单位：KJ
t：为盘管加热时间，取值6h，即21600s 通过计算得：P≈190KW
2.水箱内通过间接加热的加热盘管对其进行加热
由公式F=C∗P
e∗K∗△t
F：为换热盘管面积
C: 由换热量及盘管内阻力选取，由经验取1.2的余量
e：为结垢影响系数，取值0.8
K：为传热系数，取值3KW/㎡*℃
△t：为换热前后温度差，取值10℃
通过计算得：F=9.5㎡
3.盘管长度计算
我们选用DN32的管路，已知DN32管道的外径为34mm
其1m的外表面积：由计算公式S=L*C
S：为外表面积，单位㎡
L：为管道长度，单位m
C：为管道周长，单位m 通过计算得S=0.133136㎡
因此的总的换热盘管长度：L=F/S≈72m。
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg 水 6小时升温30℃ 单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况：湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5 物性参数：40℃饱和水参数。
黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃)求解过程：盘管内平均水温40℃为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为0.4f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4 （d1） 0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7 （d2）管内对流换热系数为l Nu h ff i λ⋅==143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1） lNu h ff i λ⋅==190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2） 管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6 （d1） 23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2=927492.9（d2）其中g=9.8 N/kgβ为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504 （d2）其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为dNu m λα==18.48755*0.635/0.014=838.5422 （d1） dNu m λα==23.47504*0.635/0.014=677.5749 （d2）其中λ为0.635w/(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891 U=257.0138 （d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186 U=238.9191 （d2）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃ λ=393W/m ℃k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/㎡·s ·℃ 自来水 k o =0.0002㎡℃/W换热器铜管长度 dq l απ70==3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1 （d1）A=1.53dq l απ70==3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2 （d2）A=1.65二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升30℃，⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅+⋅=hx hx C L R c IN A U A U F 1A A =9.5㎡式中IN A —间接系统集热器总面积，㎡L R U F —集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，L R U F 宜取4～６W/（㎡·℃） 对真空管集热器，L R U F 宜取１～２W/（㎡·℃）取1hx U —环热器传热系数，W/（㎡·℃） hx A —换热器换热面积，㎡c A —直接系统集热器总面积，㎡ )1(J f)t t (C Q A L cd T i end w w c ηη--=w Q —日均用水量，kgw C —水的定压比热容，kJ/（kg ·℃） end t —出水箱内水的设计温度，℃i t —水的初始温度，℃f —太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1T J —当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/㎡cd η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25～0.5 取0.6—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 取0.2 L结论：1）换热器入口流速在1 m/s 左右2）保证换热器内的平均温度在40℃左右3）换热器的入口压力不低于0.2 5MPa三、换热器计算1.传热面积TU QA ∆=(2.1.1)A — 传热面积 ㎡ Q —传热量 J/s U —传热系数 J/㎡·s ·℃ ΔT －平均温度差 ℃2.平均温度差（考虑逆流情况）c1h2c2h1c1h2c2h1T T T T ln )T T ()T (T T -----=∆（2.2.1） 其中T c —冷流体温度 ℃ T h —热流体温度 ℃下标1为入口温度，下标2为出口温度 当c1h2c2h1T T T T --≤2时，可用算数平均值计算，即2)T T ()T (T c1h2c2h1-+-（2.2.2）3.传热系数U)A A (k 11)k 1h 1()A A (h 1U 1io i o o o i o i ++++=λδη（2.3.1）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m λ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃k i ,k o －分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k i ,k o 均为1） J/㎡·s ·℃ ηo －为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo ＝1）ioA A －为换热管的外表面积与内表面积之比； 4.螺旋管内表面传热系数lNu h ff i λ⋅=（2.4.1） 其中h i —管内表面传热系数 J/㎡·h ·℃f Nu —努塞尔数f λ—流体导热系数 W/m ·K换热器设计流量为：4L/min ～14L/min ，管内为湍流时实验关联式验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.1～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg水6小时升温30 C 单位时间内换热器的放热量为qq=GC △ T=600*4.2*10A3*30/(6*3600)= 3500 w盘管内流速1m/s，管内径为0.007m, 0.01m ,盘管内水换热情况：湍流范围：Re=10A4~1.2*10A5物性参数：40 C饱和水参数。
黏度一653.3*10A-6 运动黏度一0.659 *10八-6 普朗特数一4.31 导热系数—63.5*1QA2 w/(m. C)求解过程：盘管内平均水温40 C为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m努谢尔特准则为NU f 1.2* 0.023Re f0.8Pr f0.4= 1.2*0.023*21244.31 0.84.310.4=143.4 (d1)NU f 1.2* 0.023Re f 0.8Pr f0.4= 1.2*0.023*30349.01 0.84.310.4=190.7 (d2)管内对流换热系数为, Nu f fh j fL =143.4*0.635/0.014=6503.39 (d1)u Nu f fh j f---- =190.7*0.635/0.02=6055.63 (d2)管外对流换热系数格拉晓夫数准则为(A t=10)3 2Gr g td / =9.8*3.86*10A-4*10*.016 3/(0.659*10A-6) 2=356781.6 (d1)Gr g td3/ 2 =9.8*3.86*10A-4*10*.022 3/(0.659*10人-6) 2=927492.9 (d2) 其中g=9.8 N/kg 为水的膨胀系数为386*10A-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围:Gr=10A 4~5.76*10A 8 )Nu=18.48755*0.635/0.014=838.5422 Nu=23.47504*0.635/0.014=677.5749 (d1)(d2)其中 为 0.635w/(m. C ) .传热系数Uh o— =1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891U=257.0138(d1)1 丄」 U h i h-=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186U= 238.9191(d2)h i —螺旋换热器内表面传热系数 J/ m 2 s C h o —螺旋换热器外表面传热系数J/ m 2 s C 8—螺旋换热器管壁厚m 3=1m入—管材的导热系数 J/m s CQ393W/m Ck o —分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/ m s C 自来水mC /Wk o =0.0002换热器铜管长度lq=3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.170 d(d1)A=1.53q 70=3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2 d(d2)A=1.65其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为Nu 0.525l w 3g t20.25Pr =0.525(356781.6*4.31) 0.25=18.48755(di )Nu w0.525l w 3g t20.25Pr =0.525(927492.9*4.31) °.25=23.47504(d2)集热面积的相关计算（间接系统）式中A IN —间接系统集热器总面积,Q w —日均用水量，kgt end —出水箱内水的设计温度, t i —水的初始温度，cf —太阳保证率，%根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考 虑后确定，宜为 30%- 80%取1J T —当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/ mcd —集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25〜0.5 取0.6 L—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20〜0.30 取0.2结论：1） 换热器入口流速在1 m/s 左右 2） 保证换热器内的平均温度在 40 C 左右 3） 换热器的入口压力不低于0.2 5MPa条件: 加热600kg 水，初始水温10C ，集热平面太阳辐照量17MJ/怦以上，温升30C,AINF RU LA CA c 1U hx A hx= 9.5 m 2F R U L —集热器总热损系数,w/（m 「c ）对平板集热器, F R U L 宜取4〜6 w/（m ・c ） 对真空管集热器,F R U L 宜取1〜2 W/（m ・c ）U hx —环热器传热系数,W/(m ・c )A hx —换热器换热面积，m,2A c —直接系统集热器总面积,A cQ w C w ( t end t i )fJ T cd (1 L )C w —水的定压比热容，kJ/(kg •C)三、换热器计算1•传热面积(2.1.1) A —传热面积 Q —传热量△T —平均温度差 C 2•平均温度差(考虑逆流情况)T(T h1 T C 2)(Th2 T C1)T h1T C 2 InT h2T C 1(2.2.1) 其中T C —冷流体温度C T h —热流体温度C下标1为入口温度，下标 2为出口温度 当Th1T C 2三2时，可用算数平均值计算，即T h2T C 1(T h1 T C 2)(Th2T c1)2(222) 3•传热系数Um 2J/sJ/ m s ;c U —传热系数k o(2.3.1)h i —螺旋换热器内表面传热系数 J/ m 2 s C h o —螺旋换热器外表面传热系数J/ m 2 s C3-螺旋换热器管壁厚m入一管材的导热系数 J/m s Ck i ,k o —分别为管内外垢层热阻的倒数(当无垢层热阻时k i ,k o 均为1)J/ m s Cn —为肋面总效率(如果外表面为肋化，则n= 1)A i-为换热管的外表面积与内表面积之比;o4•螺旋管内表面传热系数NU f fh il(2.4.1) 其中h i —管内表面传热系数J m 2 h -°CNU f —努塞尔数f —流体导热系数W/mK换热器设计流量为： 4L/min 〜14L/min , 管内为湍流时实验关联式验证范围： Re f = 104〜1.2X 105,Pr f = 0.1〜120, l/d > 60;管内径d 为特征长度。
(完整版)螺旋盘管换热器计算2
D*u*
管内雷诺 数计算
D(m)
(kg / m3)
μ（Kg/m.h） M(Kg/h)
计算结果
0.0043
977.8
1.476
420
盘形管传 热系数公
hi jH (K / D)NP1/r3
式
盘形管传 热系数计 jH
算
计算结果
200
K (kcal / h mc) 0.576
计算总传 热系数
111 x
1.476
0.999
hi (kcal/ h m2oC) DH(m)
hic (kcal / h
2.560
36649
0.1926
Ra (kcal/ h mc) x(m) 0.00015
1/U 0.001
U (kcal / h m2oC)
0.000656408
1523
tlm (0C) 49.7
tc (0C)
Q(kcal/h)=M*Cp*( 管入-管出)
49.2
20979
A Q (m2 ) U * tc 0.280
d* 2 *1.257)* N 0
p(m)
do(m)
Vf / N
0.00945
0.0063
0.0001
μ （Kg/m.h）
NRe
3.6
15542
盘形管的壳 程当量直径公式
De De
4V f
计算结果
4034
26969
14
0.00015
确定传热 面积
对数平均 温差公式
tlm
[(管入 壳入) （管出 - 壳出）] ln（[ (管管入出- 壳壳出入）)]
对数平均 温差计算
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件:6０0kｇ水6小时升温30℃ 单位时间内换热器得放热量为qq=GＣΔＴ=６00*4.2＊10^3＊３０/(6*3600)= 3５00w盘管内流速1m/s,管内径为0。
0０7m,0.０１m,湍流范围:Rｅ＝１0^4～1、２*１0^5物性参数:40℃饱与水参数。
黏度—653、3＊10^—６运动黏度—０。
6５9 *10＾-6 普朗特数—4。
31 导热系数—63。
5＊10＾2 w/(m、℃)求解过程:盘管内平均水温4０℃为定性温度时换热铜管得外径,分别取ｄ1=０。
014m d2=0．02m努谢尔特准则为=１、2＊0。
02３＊２12４4.310。
８4。
310。
4=14３.4 (ｄ1)＝1、2*０、023＊30349、010。
84、310、4=１90。
7(d2)管内对流换热系数为=１４３。
4＊0.６35／0、014=６5０３。
3９(ｄ1)=１90。
7＊0。
635/0.02＝6０５5、６3 (d2)管外对流换热系数格拉晓夫数准则为(Δｔ=１0)=9、8*３、86＊1０^－4*１0＊、016３/(０.659＊10＾-6)２=356７81.６(d1)=９、8＊３。
86＊10^－4*1０*。
0223/(0、6５9*10^－6)2=9２74９２。
9(d2)其中g=9、8Ｎ/kｇ为水得膨胀系数为386*1０^—６1/K自然对流换热均为层流换热(层流范围:Gr＝10^4~5.７６*1０＾８)=０.５25(３567８1、6＊４、31)0。
25=18、４8755 (d1)=０、５２5(927４92.9＊４、３１)0。
２5＝23、475０4 (d2)其中Pr普朗特数为４。
3１对流换热系数为=1８.487５5＊0。
635／0、01４＝838、5４22 (d1)=２３。
47504*０、63５/０.0１４=６77、5749 (d２)其中为0.635ｗ／(m、℃)、传热系数U=1/６503。
３９＋1/838.5422＋1/393=0。
缠绕管式换热器的简捷计算
缠绕管式换热器的简捷计算曲 平 王长英 俞裕国(大连理工大学化工学院,辽宁大连,116012)摘要 建立了缠绕管式换热器简捷计算的数学模型。
并对某厂各缠绕管式换热器进行了核算与扩产110%工况的计算。
计算结果表明所建数学模型基本合理、可靠。
关键词 缠绕管式换热器 数学模型 简捷计算 缠绕管式换热器(CTH E )的发展与深冷技术的发展密切相关,最早是由德国的林德公司于1898年制造。
我国一些化肥厂引进了该公司生产的这种类型的换热器。
缠绕管式换热器的结构紧凑,传热效率高。
其单位体积的换热面积大,适合深冷系统的换热。
但其制造工艺要复杂一些,对材质的要求相对较高;此外,设备的清洗也比较困难。
文中建立了缠绕管式换热器简捷计算的数学模型。
并对某厂的缠绕管式换热器进行了换热面积与压力损失的核算,计算结果表明了所建数学模型的可靠性,在此基础上,对扩产110%的情况进行了缠绕管式换热器的计算。
本工作能够为装置扩产改造的核算提供参考依据。
1 缠绕管式换热器模型的建立111 几何结构模型[1]图1 缠绕管式换热器的几何结构示意图图2 错流流动示意图 假设在壳侧流体流动方向上相邻两绕管间距为一常数,且相反缠绕方向的相邻两绕管的相对位置为x ,则有两个特征位置: 收稿日期:1998-01-13。
S m ax ={[(c +d )2]2+(a +d )2}1 2-d ,当x =(c +d )2时(1)S m in =a ,当x =0时(2)相邻两绕管的间隙S m 将处于S m ax 与S m in 之间,其计算公式:S m =[2(c +d )]∫(c +d ) 2S d x(3)积分结果:S m =a +d2[1+(c +d 2a +2d )]1 2+(a +d )2c +d·ln {c +d 2a +2d +[1+(c +d 2a +2d)2]12}-d (4)壳侧流道截面积:S 0=D m ΠkS m -(S 1+S 2)(5)其中:S 1=Πa 2110107·k 4(6)S 2=Πc 2(n -k )l(410l c )(7)D m =D i +(k -1)a +kd +S m(8)由壳侧流道截面积可求得壳侧流道的当量直径:D e =410S 0 L(9)浸润周边L =210(ΠD m +kS m )(10)传热管的缠绕角为Α与缠绕管换热器的轴向管束1998年 大 氮 肥L arge Scale N itrogenous Fertilizer Industry 第21卷 第3期长度l c 、缠绕圈数W j 的关系分别为:l c =l sin Α(11)W j =l co s Α (ΠD j )(12)各缠绕管层j 的中心圆平均直径D j 为:D j =D i +(j -1)a +jd +2e(13)式中,e 是第1层绕管与芯筒之间的隔板厚度,m 。
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盘管换热器相关计算一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg 水 6小时升温30℃ 单位时间内换热器的放热量为qq=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况：定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re 21244.31 Re 25179.86 管径0.20m Re 30349.01 Re 35971.22湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5物性参数： 40℃饱和水参数。
黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m.℃)求解过程：盘管内平均水温40℃为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu ＝1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4 （d1）0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7 （d2）管内对流换热系数为lNu h ff i λ⋅==143.4*0.635/0.014=6503.39（d1）lNu h ff i λ⋅==190.7*0.635/0.02=6055.63（d2）管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6 （d1）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2=927492.9（d2）其中g=9.8 N/kgβ为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504 （d2）其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为dNu m λα==18.48755*0.635/0.014=838.5422（d1）dNu m λα==23.47504*0.635/0.014=677.5749（d2）其中λ为0.635w/(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891U=257.0138（d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186U=238.9191（d2）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J /㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J /㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1mλ－管材的导热系数 J /m ·s ·℃ λ=393W/m ℃ k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J /㎡·s ·℃ 自来水 k o =0.0002㎡℃/W 换热器铜管长度dq l απ70==3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1（d1） A=1.53dq l απ70==3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2（d2） A=1.65二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ /㎡以上，温升30℃，⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅+⋅=hx hx CL R c IN AU A U F 1A A =9.5㎡式中INA —间接系统集热器总面积，㎡ LR U F —集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，LRU F 宜取4～６W/（㎡·℃）对真空管集热器，LRU F 宜取１～２W/（㎡·℃）取1hx U —环热器传热系数，W/（㎡·℃） hx A —换热器换热面积，㎡cA —直接系统集热器总面积，㎡)1(J f )t t (C Q A L cd T i end w w c ηη--=w Q —日均用水量，kgw C —水的定压比热容，kJ/（kg ·℃） endt —出水箱内水的设计温度，℃it —水的初始温度，℃f—太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1J—当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量TkJ/㎡η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为cd0.25～0.5 取0.6η—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜L为0.20～0.30 取0.2结论：1）换热器入口流速在1 m/s 左右2）保证换热器内的平均温度在40℃左右3）换热器的入口压力不低于0.2 5MPa三、换热器计算1.传热面积TU Q A ∆=(2.1.1)A — 传热面积 ㎡ Q —传热量 J/s U —传热系数 J /㎡·s ·℃ ΔT －平均温度差 ℃2.平均温度差（考虑逆流情况）c1h2c2h1c1h2c2h1T T T T ln )T T ()T (T T -----=∆（2.2.1） 其中T c —冷流体温度 ℃ T h —热流体温度 ℃下标1为入口温度，下标2为出口温度 当c1h2c2h1T TT T--≤2时，可用算数平均值计算，即2)T T ()T (T c1h2c2h1-+-（2.2.2）3.传热系数U)A A (k 11)k 1h 1()A A (h 1U 1io i o o o i o i ++++=λδη（2.3.1）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J /㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J /㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m λ－管材的导热系数 J /m ·s ·℃k i ,k o －分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k i ,k o 均为1） J /㎡·s ·℃ηo －为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo ＝1）ioA A －为换热管的外表面积与内表面积之比；4.螺旋管内表面传热系数lNu h ff i λ⋅=（2.4.1） 其中h i —管内表面传热系数 J /㎡·h ·℃fNu —努塞尔数f λ—流体导热系数W/m ·K换热器设计流量为：4L/min ～14L/min ，管内为湍流时实验关联式验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.1～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
采用迪图斯-贝尔特公式：nf8.0ff Pr 023Re.0Nu =（2.4.2）加热流体时n ＝0.4，冷却流体时n ＝0.3 Re f －雷诺数 u ·l/ν u －流体流速 m/s l －管径 m ν－流体运动黏度 ㎡/s Pr f －普朗特数 C p ·μ/λ＝ν/a螺旋管内流体在向前运动过程中连续的改变方向，因此会在横截面上引起二次环流而强化换热。
流体在螺旋管内的对流换热的计算工程上一般算出平均Nu 数后再乘以一个螺旋管修正系数c r 。
推荐：对于气体Rd1.771cr +=对于液体3R d 10.31cr ⎪⎭⎫⎝⎛+=以上内容仅适用于Pr>0.6的气体或液体，d 是螺旋管的内经，R 是螺旋圈的半径管内层流时，推荐采用齐德－泰特公式来计算长为l 的管道平均Nu 数14.0w f 3/1f f d /l Re 86.1Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=ηη（2.4.3）此式的定性温度为流体平均温度t f （但wη按壁温计算），特长长度为管径。
实验验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.48～16700，wf ηη＝0.0044～9.75，14.0wf 3/1f d /l Re ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛ηη≥25.螺旋管外表面传热系数（自然对流换热情况） 格拉晓夫数 23Tgl G r να∆=（2.5.1）螺旋管外表面传热系数 lNu h λ⋅=（2.5.2）其中h －螺旋管外表面传热系数 J /㎡·s ·K Nu －螺旋管外表面努塞尔数 λ－螺旋管外流体导热系数 W/m ·K l －螺旋管外径 m 努塞尔数25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να （2.5.3）其中ρ－螺旋管外流体密度 kg/m 3 α－螺旋管外流体膨胀系数 K -1 g －重力加速度 kg/sΔt －流体和管壁间的温度差 K Pr －流体的普朗特数 C p ·ρ·ν/λ Cp －流体的比热 J/kg·K ν－流体运动黏度 ㎡/s。