1、换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式 Q=Qc=QhQ=Wh(Hh,1- Hh,2)= Wc(Hc,2- Hc,1)式中:Q 为换热器的热负荷,kj/h 或 kw;W 为流体的质量流量,kg/h;H 为单位质量流体的焓,kj/kg;下标 c 和 h 分别表示冷流体和热流体,下标 1 和 2 分别表示换热器的进口和出口。2、无相变化Q=Whcp,h(T1-T2)=Wccp,c(t2-t1)式中:cp 为流体平均定压比热容,kj/(kg.);T 为热流体的温度,;t 为冷流体的温度,。3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=Whr = Wccp,c(t2-t1)式中:Wh 为饱和蒸
2、汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量) (kg/s)r 为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=Whr+cp,h(Ts-Tw) = Wccp,c(t2-t1)式中:cp,h 为冷凝液的比热容(J/(kg/) ) ;Ts 为饱和液体的温度()二、面积计算1、总传热系数 K管壳式换热器中的 K 值如下表:冷流体 热流体 总传热系数 K,w/(m2.)水 水 850-1700水 气体 17-280水 有机溶剂 280-850水 轻油 340-910水 重油 60-280有机溶剂 有机溶剂 115-340水 水蒸气冷凝 1420-4250气体 水蒸气
3、冷凝 30-300水 低沸点烃类冷凝 455-1140水沸腾 水蒸气冷凝 2000-4250轻油沸腾 水蒸气冷凝 455-1020注:1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、温差(1)逆流热流体温度 T:T 1T2冷流体温度 t:t2t1温差t:t1t2tm=(t2-t1)/(t2/t1)(2)并流热流体温度 T:T 1T2冷流体温度 t:t1t2温差t:t2t1tm=(t2-t1)/(t2/t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。( 恒温传热时t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。)对数平
4、均温差 因为在冷凝器 板换 一系列的换热器中 温度是变化的 为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当 T1/T21.7 时 用公式: Tm=(T1-T2)/(T1/T2).如果T1/T21.7 时,Tm=(T1+T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。逆流时T1=T1-t2 T2=T2-t1顺流时T1=T1-t1 T2=T2-t2其中:T1 热流进口温度 T2 热流出口温度t1 冷流进口温度 t2冷流出口温度ln自然对数3、面积计算S=Q/(K. t m)三、管壳式换热器面积计算S=3.14ndL其中,S 为传热面积 m2、n 为管束的管数、d 为管径,m ;L 为管长,m 。注:冷凝段为潜热,根据汽化热计算;冷却段为显热,根据比热容计算。