板式换热器设计及其选用
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题 目：板式换热器设计及其选用
一、说明书·············································2
二、设计方案·············································3
三、初步选定·············································4
定压比热容cp2=4.18 kJ／(kg·℃)
导热系数λ2=0.669 W／(m·℃)
流体运动黏度ν2=0.4205×10-6m2／s
普兰特数Pr2=2.465
（3）计算热负荷和两流体的质量流速
热负荷：
高温水质量流速：
循环水质量流速：
（4）计算两流体的平均传热温差
对数平均温度差：
循环水的传热单元数：
高温水传热系数：
循环水传热系数：
（5）求污垢热阻R：
参考<表二>选取两流体的污垢热阻为：
（6）求总传热系数K，并核算：
在板壁热阻和热损失可以忽略时，总传热系数为：
计算表明，K大于选择该型号换热器的初设值K´= 3100W／(m2·℃)，故初选的BR0.3型板式换热器是合适的，满足设计要求。
五、核算
（1）压强降△P核算：
七、设计结果·············································8
八、附录·············································9
表1：板式换热器的污垢热阻
图1：多程流程组合的对数平均温差修正系数
九、参考文献·············································9
由<图1>查得，取：Ф=0.942，
则平均传热温差：
（5）初选换热器型号
根据两流体情况，假设K´=3100 W／(m2·℃)，故：
传热面积：
由换热器系列标准中初选BR0.3型板式换热器，有关工艺参数如下：
换热面积So=35m2
流程组合
单板换热面积Ao=0.368m2
单流道截面积Aε=0.0013392m2
七、设计结果
换热器型式：BRO.3型板式换热器
板式换热器构造：
1——前支柱；2——活动压紧板；
3——上导杆；4——垫片；5——板片；
6——固定压紧板；7——下导杆；
8——压紧螺柱、螺母。
换热面积（m2）：35
流程组合：
单板换热面积（m2）；0.368
单流道截面积（m2）：0.0013392
当量直径（m）：0.0072
当量直径de= 0.0072 m
板片厚度δo=0.0008(材料为18.8不锈钢)
传热和压降计算关联式如下：
若采用此换热器，则要求过程的总传热系数K≥3100 W／(m2·℃)。
四、验证
（1）算两流体的流速u：
高温水流速：
循环水流速：
（2）算雷诺数Re：
（3）计算努塞尔特数Nu：
（4）求两流体的传热系数α：
（1）已知两流体的工艺参数
（2）确定两流体的物性数据
（3）计算热负荷和两流体的质量流速
（4）计算两流体的平均传热温差
（5）初选换热器型号
四、验证·············································6
（1）算两流体的流速u
（2）算雷诺数Re
（3）计算努塞尔特数Nu
（4）求两流体的传热系数α
（5）求污垢热阻R
（6）求总传热系数K，并核算
五、核算·············································7
（1）压强降△P核算
（2）换热器的换热量核算
六、结论·············································7
热侧流道为流体压缩流道，冷侧流道为流体扩张流道
高温水压强降：
循环水压强降：
计算表明，高温水和冷却水的压强降均满足设计要求。
（2）换热器的换热量核算：
而实际设计要求的热负荷量为：Q= 1017361.1W
即：Q´>Q
故，换热器的换热量满足设计要求。
六、结论
通过计算表明，所选的BRO.3型换热器满足该住宅地用于高温水加热暖气循环水的设计要求。（板壁热阻和热损失可以忽略的情况下）。
(7) 当所选换热器均满足设计要求时，该换热器才是合适的。
三、初步选定
（1）已知两流体的工艺参数
高温水t1´=100℃
t1〞=75℃
△P1≤100 kPa
循环水t2´= 65℃
t2〞= 90℃
△P2≤100 kPa
（2）确定两流体的物性数据
高温水的定性温度为：
循环水的定性温度为：
根据定性温度，分别查取两流体的有关物性数据：
已知的工艺参数：
住宅建筑面积（m2）
12500
供暖面积热强度（kJ／(m2·h)）
293
流体名称
高温水
循环水
进口温度（℃）
100
65
出口温度（℃）
75
90
压强降（kPa）
≤100
≤100
二、设计方案
(1) 根据热量平衡的关系，求出未知的换热量和质量流量，同时算出两流体的平均温度差；
(2) 参考有关资料、数据，设定总传热系数K，求出换热面积S，根据已知数据初选换热器的型号；
一、说 明 书
现有一块建筑用地，建筑面积为12500m2，采用高温水在板式换热器中加热暖气循环水。高温水进入板式换热器的温度为100℃，出口的温度为75℃；循环水进入板式换热器的温度为65℃，出口的温度为90℃。供暖面积热强度为293 kJ／(m2·h)。要求高温水和循环水经过板式换热器的压强降均不大于100kPa。请选择一台型号合适的板式换热器。（假设板壁热阻和热损失可以忽略）
(3) 运用有关关联式验证所选换热器是否符合设计要求；
(4) 参考有关资料、数据，查出流体的污垢热阻；
(5) 根据式 求得流体的总传热系数，该值应不小于初设的总传热系数，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；
(6) 如果大于初设值，则再进一步核算两流体的压强降和换热量，是否满足设计要求，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；
①热的一侧（高温水）在87.5℃下的有关数据如下：
密度ρ1=970.17kg／m3
定压比热容cp1=4.196 kJ／(kg·℃)
导热系数λ1=0.67425 W／(m·℃)
流体运动黏度ν1=0.355×10-6m2／s
普兰特数Pr1=2.145
②冷的一侧（循环水)在77.5℃下的有关数据如下：
密度百度文库2=976.3 kg／m3
一、说明书·············································2
二、设计方案·············································3
三、初步选定·············································4
定压比热容cp2=4.18 kJ／(kg·℃)
导热系数λ2=0.669 W／(m·℃)
流体运动黏度ν2=0.4205×10-6m2／s
普兰特数Pr2=2.465
（3）计算热负荷和两流体的质量流速
热负荷：
高温水质量流速：
循环水质量流速：
（4）计算两流体的平均传热温差
对数平均温度差：
循环水的传热单元数：
高温水传热系数：
循环水传热系数：
（5）求污垢热阻R：
参考<表二>选取两流体的污垢热阻为：
（6）求总传热系数K，并核算：
在板壁热阻和热损失可以忽略时，总传热系数为：
计算表明，K大于选择该型号换热器的初设值K´= 3100W／(m2·℃)，故初选的BR0.3型板式换热器是合适的，满足设计要求。
五、核算
（1）压强降△P核算：
七、设计结果·············································8
八、附录·············································9
表1：板式换热器的污垢热阻
图1：多程流程组合的对数平均温差修正系数
九、参考文献·············································9
由<图1>查得，取：Ф=0.942，
则平均传热温差：
（5）初选换热器型号
根据两流体情况，假设K´=3100 W／(m2·℃)，故：
传热面积：
由换热器系列标准中初选BR0.3型板式换热器，有关工艺参数如下：
换热面积So=35m2
流程组合
单板换热面积Ao=0.368m2
单流道截面积Aε=0.0013392m2
七、设计结果
换热器型式：BRO.3型板式换热器
板式换热器构造：
1——前支柱；2——活动压紧板；
3——上导杆；4——垫片；5——板片；
6——固定压紧板；7——下导杆；
8——压紧螺柱、螺母。
换热面积（m2）：35
流程组合：
单板换热面积（m2）；0.368
单流道截面积（m2）：0.0013392
当量直径（m）：0.0072
当量直径de= 0.0072 m
板片厚度δo=0.0008(材料为18.8不锈钢)
传热和压降计算关联式如下：
若采用此换热器，则要求过程的总传热系数K≥3100 W／(m2·℃)。
四、验证
（1）算两流体的流速u：
高温水流速：
循环水流速：
（2）算雷诺数Re：
（3）计算努塞尔特数Nu：
（4）求两流体的传热系数α：
（1）已知两流体的工艺参数
（2）确定两流体的物性数据
（3）计算热负荷和两流体的质量流速
（4）计算两流体的平均传热温差
（5）初选换热器型号
四、验证·············································6
（1）算两流体的流速u
（2）算雷诺数Re
（3）计算努塞尔特数Nu
（4）求两流体的传热系数α
（5）求污垢热阻R
（6）求总传热系数K，并核算
五、核算·············································7
（1）压强降△P核算
（2）换热器的换热量核算
六、结论·············································7
热侧流道为流体压缩流道，冷侧流道为流体扩张流道
高温水压强降：
循环水压强降：
计算表明，高温水和冷却水的压强降均满足设计要求。
（2）换热器的换热量核算：
而实际设计要求的热负荷量为：Q= 1017361.1W
即：Q´>Q
故，换热器的换热量满足设计要求。
六、结论
通过计算表明，所选的BRO.3型换热器满足该住宅地用于高温水加热暖气循环水的设计要求。（板壁热阻和热损失可以忽略的情况下）。
(7) 当所选换热器均满足设计要求时，该换热器才是合适的。
三、初步选定
（1）已知两流体的工艺参数
高温水t1´=100℃
t1〞=75℃
△P1≤100 kPa
循环水t2´= 65℃
t2〞= 90℃
△P2≤100 kPa
（2）确定两流体的物性数据
高温水的定性温度为：
循环水的定性温度为：
根据定性温度，分别查取两流体的有关物性数据：
已知的工艺参数：
住宅建筑面积（m2）
12500
供暖面积热强度（kJ／(m2·h)）
293
流体名称
高温水
循环水
进口温度（℃）
100
65
出口温度（℃）
75
90
压强降（kPa）
≤100
≤100
二、设计方案
(1) 根据热量平衡的关系，求出未知的换热量和质量流量，同时算出两流体的平均温度差；
(2) 参考有关资料、数据，设定总传热系数K，求出换热面积S，根据已知数据初选换热器的型号；
一、说 明 书
现有一块建筑用地，建筑面积为12500m2，采用高温水在板式换热器中加热暖气循环水。高温水进入板式换热器的温度为100℃，出口的温度为75℃；循环水进入板式换热器的温度为65℃，出口的温度为90℃。供暖面积热强度为293 kJ／(m2·h)。要求高温水和循环水经过板式换热器的压强降均不大于100kPa。请选择一台型号合适的板式换热器。（假设板壁热阻和热损失可以忽略）
(3) 运用有关关联式验证所选换热器是否符合设计要求；
(4) 参考有关资料、数据，查出流体的污垢热阻；
(5) 根据式 求得流体的总传热系数，该值应不小于初设的总传热系数，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；
(6) 如果大于初设值，则再进一步核算两流体的压强降和换热量，是否满足设计要求，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；
①热的一侧（高温水）在87.5℃下的有关数据如下：
密度ρ1=970.17kg／m3
定压比热容cp1=4.196 kJ／(kg·℃)
导热系数λ1=0.67425 W／(m·℃)
流体运动黏度ν1=0.355×10-6m2／s
普兰特数Pr1=2.145
②冷的一侧（循环水)在77.5℃下的有关数据如下：
密度百度文库2=976.3 kg／m3