一、热量计算 1、一般式Q=Qc=Qh
Q=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为单元质量流体的焓,kj/kg;
下标c和h分别暗示冷流体和热流体,下标1和2分别暗示换热器的进口和出口. 2、无相变动
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、有相变动
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=Wh[r+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 水 水 水 水 水 有机溶剂 水 气体 水 水沸腾 轻油沸腾 热流体 水 气体 有机溶剂 轻油 重油 有机溶剂 水蒸气冷凝 水蒸气冷凝 低沸点烃类冷凝 水蒸气冷凝 水蒸气冷凝 总传热系数K,w/(m2.℃) 850-1700 17-280 280-850 340-910 60-280 115-340 1420-4250 30-300 455-1140 2000-4250 455-1020 注:
1w=1J/s=kj/h=kcal/h 1kcal=kj 2、温差 (1)逆流
热流体温度T:T1→T2
冷流体温度t:t2←t1
温差△t:△t1→△t2
△tm=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1) (2)并流
热流体温度T:T1→T2 冷流体温度t:t1→t2
温差△t:△t2→△t1
△tm=(△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.)
对数平均温差 因为在冷凝器 板换 一系列的换热器中 温度是变动的 为了我们更好的选型计算所以出来一个相瞄准确的数值,
当 △T1/△T2>1.7时 用公式:
△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).
如果△T1/△T2≤1.7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.△tm)
三、管壳式换热器面积计算
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.
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