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板換換熱面積的3種計算方式

來源:康景輝熱能設備日期:2018/12/01 09:32 瀏覽:

      很多人會有疑問,板換換熱面積大換熱效果就好嗎?這個觀點是很片面的,板換換熱效果是由傳熱系數決定的。原則上,在設計板式換熱器時是不會考慮合理的換熱時間的。熱交換的負荷主要與平均溫差、換熱面積以及傳熱系數有關。

板式換熱器

      換熱面積的提高是有利于換熱負荷提高的,但是當換熱面積增加到某程度時,雷諾數變小,可能由紊流變為層流,這樣將使傳熱系數下降,反而降低熱負荷,這種影響有時還會比用原面積進行換熱的效果還差,是一個物極必反的道理,所以換熱面積應該達到一個平衡適合的值。

 

      板換換熱面積的計算主要有三種:

      (一) 平均溫差法

      根據傳熱的基本方程式,可求得所需的換熱面積為

      F= Q /K .Δtm

      Tip:Q—熱流量(W)

      △tm—對數平均溫差(℃)
     
      F—傳熱面積(m2)

板式換熱器

      (二) 傳熱單元數法

      傳熱單元數是反映冷熱流體間換熱過程難易程度的參數,也是衡量換熱器傳熱能力的參數。傳熱單元數NTU的定義式可更廣泛地表達為

      (NTU?)= KA / C?  或 (NTU?)= KA / C?=γ?(NTU?)

      式中C?,C?—分別為熱、冷流體的熱容量。

      顯然,只要已知NTU、C及總傳熱系數K值,換熱面積即可由獲得。

      傳熱單元數的大小和溫度效率ε及梁歡熱流體的熱容量之比γ有關。溫度效率ε是指參與換熱的任意流體的溫度變化與冷、熱流體的進口溫度差之比,即

      ε? =(t?′-t?″)/(t?′-t?′)

      或ε? =(t ?″-t ?′)/(t?′-t?′)=γ?ε?

      其中熱容量比γ為

      γ? =C? /C?   或γ? =C? /C? = 1 /γ?

      求得溫度效率和傳熱單元數、熱容量之比之間的關系。

      (三) 流程組合確定后換熱面積的計算

      無論應用平均溫差法還是應用NTU法,計算板換換熱面積都要先設定一個流程組合,由計算所得的熱換面積和該流程組合的換熱面積相等或稍小時能滿足工況的要求,否則應重新設定一個流程組合再作計算,直到滿足工況為止。

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