板式换热器选型计算.doc

板式换热器选型计算 一、 计算公式： F=Wq/(K*△T) 式中 F —换热面积 m2 　　　 　 Wq—换热量　　　　　　 W K —传热系数 W/m2·℃ △T—平均对数温差 ℃ 根据选定换热系统的有关参数，计算换热量、平均对数温差，设定传热系数，求出换热面积。选定厂家及换热器型号，计算板间流速，通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线，查出实际传热系数及压降。若实际传热系数小于设定传热系数，则应降低设定传热系数，重新计算。若实际传热系数大于设定传热系数，而实际压降大于设定压降，则应进一步降低设定传热系数，增大换热面积，重新计算。经过反复校核，直到计算结果满足换热系统的要求，最终确定换热器型号及换热面积大小。这种算法的优点是计算简单，步骤少，时间短；缺点是结果不准确，应用范围窄。造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线，而设计工况可能与之不符。此外样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线仅为水―水换热系统，在使用中有很大的局限性。 以下给出佛山显像管厂总装厂房低温冷却水及40℃热水两套换热系统实例加以说明采用手工简易算法得出的计算结果与实测结果的差别： BR35 F=36m2 北京市华都换热设备厂 低温冷却水系统 工艺水 冷冻水 流量 m3/h 进水温度 ℃ 出水温度 ℃ 压降 MPa 流量 m3/h 进水温度 ℃ 出水温度 ℃ 压降 MPa 计算结果 59 28 17 0.03 130 6 11 0.06 实测结果 63 22 17 0.04 21 7 22 BR05 F=5m2 北京市华都换热设备厂 40℃热水系统 工艺水 高温水 流量 m3/h 进水温度 ℃ 出水温度 ℃ 压降 MPa 流量 m3/h 进水温度 ℃ 出水温度 ℃ 压降 MPa 计算结果 6 10 40 0.00606 9 90 70 0.008 实测结果 10 33 39 0.02 1 90 36 二、 计算方法与步骤 （一）工艺条件 　热介质 　进出口温度℃　　　Th1 　 Th2 　　　 流量 m3/h 　 Qh 压力损失（允许值）MPa △Ph 冷介质 进出口温度℃ Tc1 　 Tc2 流量 m3/h 　 Qc 压力损失（允许值）MPa △Pc （二）物性参数 　　　　 物性温度 　 　　 ℃ Th=(Th1+Th2)/2 Tc=(Tc1+Tc2)/2 介质重度 Kg/m3 γh γc 介质比热 KJ/kg·℃ Cph Cpc 导热系数 W/m·℃ λh λc 运动粘度 m2/s νh νc 普朗特数 Prh Prc （三）平均对数温差（逆流） 　　　　　 △T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1)) 或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 （分子等于零） 　 （四）计算换热量　　　　　　 Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W （五）设备选型 　 　根据样本提供的型号结合流量定型号，主要依据于角孔流速。即： 　　　　 Wl=4*Q/(3600*π*D2) ≤3.5～4.5m/s Wl—角孔流速 m/s Q —介质流量 m3/h D —角孔直径 m （六）定型设备参数　　　（样本提供） 　　　　 单板换热面积　　 s m2 单通道横截面积 f m2 　　　　 板片间距 l m 　 　平均当量直径 de m (d≈2*l) 　　传热准则方程式 Nu=a*Reb*Prm 压降准则方程式 Eu=x*Rey Nu—努塞尔数 Eu—欧拉数 a.b.x.y—板形有关参数、指数 Re—雷诺数 Pr—普朗特数 m —指数 热介质 m=0.3 冷介质 m=0.4 （七）拟定板间流速初值　Wh 或 Wc Wc=Wh*Qc/Qh （纯逆流时） 　　　　　W取0.1～0.4m/s （八）计算雷诺数　　　 　 　Re=W*de/ν W —计算流速 m/s de—当量直径 m ν—运动粘度 m2/s （九）计算努塞尔数 　　　　　Nu=a*Reb*Prm （十）计算放热系数 α=Nu*λ/de α—放热系数 W/m2·℃ λ—导热系数 W/m·℃ 分别得出αh、αc热冷介质放热系数 （十一）计算传热系数 　　 　　K=1/(1/αh+1/αc+rp+rh+rc) W/m2·℃ rp—板片热阻 0.0000459m2·℃/W rh—热介质污垢热阻 0.0000172～0.0000258m2·℃/W rc—冷介质污垢热阻 0.0000258～0.0000602m2·℃/W （十二）计算理论换热面积 　　　Fm=Wq/