板式换热器设计课件 我心飞翔.pptVIP

板式换热器设计 Plate Heat Exchanger 凝结换热量的计算公式： B）沸腾换热 液体在受热情况下产生的沸腾或蒸发吸热过程，称为沸腾传热。 在板式换热器中内所发生的沸腾过程与流体在垂直管内流动时的沸腾状况基本相同。 饱和沸腾换热量的计算公式： C）板片及垢层的导热 由于板片及垢层的厚度与板面尺寸相比很小，导热过程可认为是沿厚度方向的一维导热。 导热量的计算公式如下： ， 及 1 传热计算 § 2-4 板式换热器的传热计算与压降计算 传热计算的目的在于使所设计的换热器在服从传热方程式的基础上满足热负荷所应具有的换热面积。 传热计算包括传热系数、总传热系数、平均温差及换热面积等的计算。 （1）换热量Q的计算 传热的基本方程式： 单相流 变相流 或 或 热平衡方程式 （2）平均温差的计算 平均温差 的通常采用修正逆流情况下对数平均温差 的办法来求解。 修正系数 随冷热流体的相对流动方向的不同组合而取不同的值。 当流体的温度沿传热面变化不大时， （3）传热系数的计算 根据 ， ， ，只要求出Nu即 可得到传热系数的值。 （一）对流传热系数 流体在板式换热器的通道中，湍流条件下，通常 用如下关联式： 考虑粘度的影响时，关联式： 层流时，关联式： 式中系数和各指数的范围为： （二）凝结传热系数 板式冷凝器复杂的通道结构，使其中的蒸汽流动凝结换热过程很复杂，影响因素有很多，其凝结换热计算式还有待于进一步探讨。 天津大学提出的计算式考虑因素比较全面： 上海交通大学考虑了板片两侧的温度差，又对 做了修正。 （三）沸腾传热系数 尾花英朗所推荐的Chen J.C求解沸腾传热系数的计算式为： 式中：S－核沸腾影响系数；泡状流区时S=1； 块状及气塞状区流时0S1； 环状流区时S=0; －池沸腾传热系数； －两相流强制对流传热系数； 式中： －表面张力； R－换算系数，等于9.8； －对应于 的蒸汽压差 对于泡状流、块状流、气塞状流及环状流区： 式中： －修正系数，可查图确定； 对于雾状流区时； 其实，在板式换热器内的整个沸腾传热中，难以确定其中每个两相流区域段的长度和相应参数，因而实际应用这些计算式是困难的。 Y-Y.Yan和T-Ｆ.Lin对竖直放置的板式换热器做了详尽的实验,并由此得出了雷诺数处于2000～10000范围内的换热系数计算关联式。 式中： 本式在计算Nu的过程中用到了换热器的换热量 ，因此要先假设做试算。 （4）垢阻的确定 垢层的导热性能都比较差，为了衡量污垢对传热的影响，常用污垢热阻 或其倒数——污垢系数 来度量，即 垢阻热阻的大小和流体种类、流体流速、运行温度、流道结构、传热表面状况、传热面材料等多种因素有关。 研究表明板式换热器的污垢热阻不到管壳式的一半。 J.Marriott提供了板式换热器中的具体污垢热阻值 ，可供参考。 （5）壁温的确定 在计算板式换热器的液体对流传热系数、凝结传热系数及沸腾传热系数时，为了确定液体的粘度或温差，都必须知道板片的表面温度。 壁温的计算需先假定一个壁温，试算后校核。 具体步骤如下： 假定一侧壁温 由准则关系式求该侧传热系数 由式 计算该侧单位面积上的换热量 根据壁的热阻RW用 计算另一侧的壁温 由准则关联式求得另一侧传热系数 计算另一侧的单位面积换热量 若 ，则假定壁温正确，反之，则应重新 假定壁温再行计算，直到满足要求。 （6）总传热系数的计算 板式换热器中，热量从高温流体传向低温流体的过程中，通常存在着五项热阻： 板片热侧流体传热热阻 污垢层热阻 板片热阻 板片冷侧流体传热热阻 污垢层热阻 如板片表面涂有防腐涂层，还需考虑涂层热阻。 （7）换热面积计算 1）平均温差