板式换热器的换热计算方法
板换换热器计算公式
板换换热器计算公式板换换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、食品、医药等行业。
它通过板式换热器内部的板片将两种流体进行换热，达到升温或降温的目的。
在工程实际中，需要对板换换热器进行计算和设计，以确保其换热效果和运行安全。
本文将介绍板换换热器的计算公式及其应用。
一、板换换热器的热传导计算。
板换换热器的热传导计算是指在给定的工况下，计算板换换热器内部的传热系数和传热面积。
其计算公式如下：1.传热系数的计算。
板换换热器的传热系数可以通过Nusselt数计算得到，Nusselt数的计算公式为：Nu = hL/k。
其中，Nu为Nusselt数，h为传热系数，L为板片间距，k为传热介质的导热系数。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的传热系数。
2.传热面积的计算。
传热面积的计算是指在给定的工况下，计算板换换热器内部的传热面积。
传热面积的计算公式为：A = Q/(UΔT)。
其中，A为传热面积，Q为换热量，U为总传热系数，ΔT为温度差。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的传热面积。
二、板换换热器的压降计算。
板换换热器的压降计算是指在给定的工况下，计算板换换热器内部的流体压降。
其计算公式如下：ΔP = f(ρv^2/2)。
其中，ΔP为压降，f为摩擦阻力系数，ρ为流体密度，v为流速。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的流体压降。
三、板换换热器的换热面积计算。
板换换热器的换热面积计算是指在给定的工况下，计算板换换热器内部的换热面积。
其计算公式如下：A = (mCpΔT)/(UΔTm)。
其中，A为换热面积，m为质量流量，Cp为比热容，ΔT为温度差，U为总传热系数。
通过该公式可以计算出板换换热器内部的换热面积。
四、板换换热器的换热器表面积计算。
板换换热器的换热器表面积计算是指在给定的工况下，计算板换换热器内部的换热器表面积。
其计算公式如下：A = (mCpΔT)/(UΔTm)。
其中，A为换热器表面积，m为质量流量，Cp为比热容，ΔT为温度差，U为总传热系数。
板式换热器的计算方法
板式换热器的计算方法一、换热面积的计算1.换热面积的计算公式：换热面积=换热量/换热系数其中，换热量为所需换热量，换热系数为换热器材料和传热介质的传热系数，需要通过实验或经验公式来确定。
2.单个换热板的换热面积的计算：单个换热板的换热面积=换热面积/换热板数量根据所需的换热面积和换热板的数量，可以得到单个换热板的换热面积。
二、传热系数的计算传热系数是指单位时间内单位面积上的换热量与温差之比，计算传热系数是为了确定换热器的换热效率。
1.平均传热系数的计算公式：平均传热系数=1/(1/内部传热系数+Σ(厚度/导热系数)+1/外部传热系数)其中，内部传热系数和外部传热系数可以通过换热器的材料和实验数据来确定，厚度和导热系数可以通过板式换热器的设计参数来确定。
2.内部传热系数的计算：内部传热系数=0.023*(流体的物性参数)^0.8*(流体的雷诺数)^0.8/(流体的普朗特数)^0.4内部传热系数与流体的物性参数、雷诺数和普朗特数有关，需要通过实验数据或经验公式来计算。
三、流体参数的计算流体参数主要包括流体的物性参数、雷诺数和普朗特数。
1.流体的物性参数的计算：流体的物性参数包括密度、粘度、比热容等，可以通过流体的温度、压力和化学成分来确定，也可以通过实验测定得到。
2.雷诺数的计算：雷诺数是流体流动的一种无量纲数，表示流体内部动力和惯性力的比值，计算公式为：雷诺数=流体的密度*流体的流速*物体的特征尺寸/流体的粘度可以通过流体的物性参数和流动条件来计算雷诺数。
3.普朗特数的计算：普朗特数是流体流动的一种无量纲数，表示动力和传热之间的比值，计算公式为：普朗特数=流体的动力粘度/流体的热传导系数可以通过流体的物性参数来计算普朗特数。
以上就是板式换热器的计算方法。
在实际应用中，需结合具体的工艺要求和换热条件来确定换热面积、传热系数和流体参数等计算参数，以确保换热器的工作效率和稳定性。
板式换热器换热量的计算
板式换热器换热量的计算板式换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、电力、制药、石油等工业领域。
它以板作为换热界面，通过板间流体的对流传热和板材的导热，实现了热能的转移。
在使用板式换热器进行换热操作时，需要进行换热量的计算，以确保设备的稳定性和运行效果。
换热量的计算是基于传热原理和换热器的参数来进行的。
首先，我们需要了解以下两个基本参数：1.流体的热容量：热容量是单位质量流体温度升高1摄氏度时所吸收的热量。
它可以通过流体的物性参数和温度关系来计算得出。
2.平均换热温差：换热器工作时，进出口流体温度之差即为换热温差。
如果流体是多组进出口，则需要计算不同组之间的平均热差。
换热温差是计算换热量的关键参数。
换热量的计算方法有多种，下面列举几种常用的方法：方法一：简易法该方法适用于换热温差小于10℃时的情况。
换热量的计算公式为：Q=m*Cp*ΔT其中，Q为换热量（kW），m为流体的质量流量（kg/s），Cp为流体的热容量（kJ/kg·K），ΔT为平均换热温差（K）。
方法二：数值法该方法适用于换热温差大于10℃时的情况。
首先，要计算不同流体的修正换热温差。
修正换热温差的计算公式为：ΔTm = (ΔT1ln(ΔT2/ΔT1))/(ln(ΔT2/ΔT1))其中，ΔT1和ΔT2为流体的进出口温差。
然后，可根据修正温差和流体的热容量来计算换热量。
Q=m*Cp*ΔTm方法三：传热面积法该方法适用于需要更准确计算换热量的情况，通常需要计算传热面积。
传热面积的计算公式为：A = Q / (U * ΔTlm)其中，Q为换热量（kW），U为换热系数（W/m2·K），ΔTlm为平均对数温差（K）。
平均对数温差的计算公式为：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / (ln(ΔT1/ΔT2))其中，ΔT1和ΔT2为流体的进出口温差。
需要注意的是，以上的计算方法仅适用于理想状态的换热器。
实际情况中，还需考虑换热器的传热效率、压降、管束间距等因素。
板式换热器换热面积计算公式(一)
板式换热器换热面积计算公式(一)板式换热器换热面积计算公式1. 简介板式换热器是常用的换热设备，广泛应用于化工、能源和环保等领域。
在设计和选型过程中，计算换热面积是一个重要的环节。
本文将介绍板式换热器换热面积的计算公式，并通过举例解释说明。
2. 初级换热面积计算公式初级换热面积（A1）是指流体1与换热板之间的换热面积，其计算公式如下：A1 = G1 / (λ1 × ΔT1)其中， - A1：初级换热面积（m^2） - G1：流体1的质量流量（kg/s） - λ1：流体1的平均传热系数（W/(m^2·K)） - ΔT1：流体1的温度差（K）3. 次级换热面积计算公式次级换热面积（A2）是指流体2与换热板之间的换热面积，其计算公式如下：A2 = G2 / (λ2 × ΔT2)其中， - A2：次级换热面积（m^2） - G2：流体2的质量流量（kg/s） - λ2：流体2的平均传热系数（W/(m^2·K)） - ΔT2：流体2的温度差（K）4. 总换热面积计算公式总换热面积（A）是指流体1和流体2在换热板之间的总换热面积，其计算公式如下：A = A1 + A25. 举例说明假设某板式换热器中，流体1的质量流量为10 kg/s，流体1的平均传热系数为500 W/(m^2·K)，流体1的温度差为50 K；流体2的质量流量为8 kg/s，流体2的平均传热系数为600 W/(m^2·K)，流体2的温度差为40 K。
根据上述数据，可以分别计算初级换热面积和次级换热面积：•初级换热面积（A1）的计算：A1 = 10 / (500 × 50) = m^2•次级换热面积（A2）的计算：A2 = 8 / (600 × 40) = m^2最后，根据总换热面积的计算公式，可以得到总换热面积（A）：A = + = m^2因此，该板式换热器的总换热面积为平方米。
板式换热器换热效率计算公式
板式换热器换热效率计算公式板式换热器换热效率计算公式是一种用于估算板式换热器的换热效率的方法。
它可以帮助工程师准确地判断所选择的板式换热器是否能够满足特定应用中的换热性能要求。
板式换热器换热效率计算公式是基于对流和热传导原理，主要考虑了气体流动、传热表面径向传热、换热介质传热等因素，以内部换热表面热阻为基本参数，采用模型参数化方法计算换热器的换热效率。
常用的板式换热器换热效率计算公式有三种，分别是Kern公式、LMTD公式和NTU公式。
1. Kern公式：Kern公式(Eq. 1) 是根据Kern在1938年提出的单一板式换热器换热效率公式，可以用来评价单一板式换热器的换热效率。
该公式可以用来求解单一板式换热器的换热效率：η = (1 - (R_A / R_B)) × 100%其中，R_A 和 R_B 分别表示单一板式换热器的内表面热阻和外表面热阻。
2. LMTD公式：LMTD公式是根据Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD)原理推导出的板式换热器换热效率计算公式，可以用来评价板式换热器的换热效率。
该公式可以用来求解板式换热器的换热效率：η = U × A × ∆Tm / Q其中，U 表示板式换热器的传热系数，A 表示板式换热器的换热面积，∆Tm 表示板式换热器的平均温差，Q 表示板式换热器的换热量。
3. NTU公式：NTU公式是根据Number of Transfer Units (NTU)原理推导出的板式换热器换热效率计算公式，可以用来评价板式换热器的换热效率。
该公式可以用来求解板式换热器的换热效率：η = 1 - e^(-NTU)其中，NTU 表示板式换热器的传热系数与换热面积之积；e 为自然指数常数，其值约为2.718。
板式换热器换热效率计算公式可以用来估计板式换热器的换热效率，并且可以帮助工程师确定所选择的板式换热器是否能够满足特定应用中的换热性能要求。
板式换热器换热量的计算
板式换热器例题1、换热器换热量的计算w t Gc Q 1046750)2065(4187360020000=-⨯⨯=∆= 2、外网进入热水供应用户的水流量s kg t c Q G /10)7095(418710467500=-=∆= 3、加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1～0.5m/s 。
加热水的平均温度为（95＋70）/2＝82.5℃，该温度下水的密度为970.2kg/m 3。
200206.02.9705.010m w G f r r r =⨯==ρ 4、被加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1～0.5m/s 。
被加热水的平均温度为（65＋20）/2＝42.5℃，该温度下水的密度为991.2kg/m 3。
201868.02.9913.0360020000m w G f l l l =⨯⨯==ρ 5、选型初选BR12型板式换热器，单片换热面积为0.12m 2/片，单通道流通断面积为0.72×10－3。
6、实际流速加热水流道数为281072.00206.03=⨯==-d r r f f n 被加热水流道数为261072.001868.03=⨯==-d l l f f n 取流道数为28。
加热水实际流速s m f n G w r d r r /5.02.9701072.0281030=⨯⨯⨯==-ρ 被加热水实际流速s m f n Gw l d l l /28.02.9911072.02856.53=⨯⨯⨯==-ρ 7、传热系数查图知传热系数为3600w/m 2.K 。
8、传热温差()()()()℃396595207065952070)()()()(11221122=-----=-----=∆In t t In t t t p ττττ 9、传热面积246.73936001046750m t K Q F p =⨯=∆= 10、需要的片数6212.046.7===d F F N 11、实际片数考虑一个富裕量。
板式换热器选型计算
板式换热器选型计算1.确定换热量首先需要确定板式换热器的换热量，也就是两种介质之间需要传递的热量。
根据实际工程需求和介质的热物性参数，计算出换热量的大小。
换热量的计算公式如下：Q = m * cp * ΔT其中，Q为换热量，m为流体的质量流量，cp为流体的平均比热容，ΔT为介质的温度差。
2.确定换热面积换热面积是决定换热器性能的重要参数之一、根据换热量和换热系数的关系，可以求得所需的换热面积。
换热面积的计算公式如下：A=Q/U其中，A为换热面积，U为换热系数。
3.确定换热器尺寸根据换热器的设计要求和性能参数，可以确定换热器的尺寸。
主要包括板片的长度和宽度，以及换热器的厚度。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的尺寸。
4.确定板片数量根据换热面积和单片换热面积，可以确定所需的板片数量。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的板片数量，通常采用偶数个板片。
5.确定流体通道确定流体通道是板式换热器选型计算的重要步骤。
根据介质的性质和换热条件，选择适合的流体通道方式，例如并流式、逆流式或交叉流式。
6.确定板片间距板片间距是决定流体通道宽度的参数，对换热器的性能具有很大的影响。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的板片间距。
7.确定流体速度流体速度是板式换热器选型计算中的关键参数之一、根据换热器设计要求和流体性质，确定合适的流体速度，通常根据实际工程经验进行估算。
8.确定板片材料根据介质的性质和工艺要求，选择合适的板片材料。
常见的板片材料有不锈钢、钛合金、镍合金等，需要根据介质的腐蚀性和温度要求进行选择。
以上是板式换热器选型计算的主要内容和方法。
在实际工程中，需要根据具体的需求和工艺要求，进行详细的计算和分析，以确定最适合的板式换热器规格和参数。
同时，还需要考虑工艺的可行性和经济性，选择合适的设备。
板式换热器换热面积选型计算
板式换热器换热面积选型计算板式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于石油化工、化肥、冶金、医药、食品、造纸等行业中。
选用合适的换热面积对于保证换热器的正常工作和提高换热效果至关重要。
下面将详细介绍板式换热器换热面积的选型计算。
首先，我们需要明确一些基本概念和参数。
1.热传导方程热传导方程描述了热量传递的基本原理。
对于板式换热器而言，可以简化为以下形式：Q = U * A * ΔTlm其中，Q为换热器的换热量，U为整体换热系数，A为换热面积，ΔTlm为对数平均温差。
2.对数平均温差对数平均温差是计算换热器换热面积的重要参数。
对于共流、逆流和交叉流三种流体流向情况，计算公式如下：对于共流：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)对于逆流：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)对于交叉流：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ΔT3 = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 /ΔT2)3.整体换热系数整体换热系数U是指在一定流量、温度条件下，单位换热面积上的热量传递量与平均温差之比。
换热器的整体换热系数由传热面的材料、换热介质、流体流速等因素决定。
一般在选型计算中，根据具体工艺要求和经验值确定整体换热系数。
4.温差温差指的是进出口流体的温度差，能够直观地展示换热器的换热效果。
温差越大，热传导速率越快，换热效果越好。
在进行板式换热器换热面积选型计算时，可以按照以下步骤进行：1.确定换热介质及其物性参数首先，需要明确换热的介质是什么，包括名称、流量、进出口温度等参数。
然后，根据介质的物性参数如比热容、导热系数等，计算出介质的换热特性。
2.确定换热方式和流体流向根据具体工艺要求和换热效果需求，确定换热方式是共流、逆流还是交叉流。
根据实际工艺条件，确定流体的流向。
3.确定整体换热系数根据具体工艺要求和经验值，确定整体换热系数。
4.计算对数平均温差根据确定的换热方式和流体流向，利用对数平均温差计算公式，计算出对数平均温差ΔTlm。
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板式换热器的计算方法
板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。
在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。
目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。
以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。
以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的：
总传热量(单位:kW).
一次侧、二次侧的进出口温度
一次侧、二次侧的允许压力降
最高工作温度
最大工作压力
如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。
温度
T1 = 热侧进口温度
T2 = 热侧出口温度
t1 = 冷侧进口温度
t2= 冷侧出口温度
热负荷
热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：
（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
（1）无相变化传热过程
式中
Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；
m h,m c-----热、冷流体的质量流量，kg/s；
C ph,C pc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；
T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K；
T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。
（2）有相变化传热过程
两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：
一侧有相变化
两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程
式中
r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；
D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。
对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。
对数平均温差(LMTD)
对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。
在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。
逆流时：并流时：
热长(F)
热长和一侧的温度差和对数平均温差相关联。
F = dt/LMTD
以下四个介质的物理性质影响的传热
密度、粘度、比热容、导热系数
总传热系数
总传热系数是用来衡量换热器传热阻力的一个参数。
传热阻力主要是由传热板片材料和厚度、污垢和流体本身等因素构成。
单位：W/m2 ℃ or kcal/h,m2 ℃.
压力降
压力降直接影响到板式换热器的大小，如果有较大的允许压力降，则可能减少换热器的成本，但会损失泵的功率，增加运行费用。
一般情况下，在水水换热情况下，允许压力降一般在20-100KPa是可以解接受的。
污垢系数
和管壳式换热器相比，板式换热器中水的流动是处于高湍流状态，同一种介质的相对于板式换热器的污垢系数要小的多。
在无法确定水的污垢系数的情况下，在计算时可以保留10%的富裕量。
计算方法
热负荷可以用下式表示：
Q = m · cp · dt
Q = k · A · LMTD
Q = 热负荷 (kW)
m = 质量流速 (kg/s)
cp = 比热 (kJ/kg ℃)
dt = 介质的进出口温度差 (℃)
k = 总传热系数 (W/m2 ℃)
A = 传热面积 (m2)
LMTD = 对数平均温差
总的传热系数用下式计算：
其中：
k=总传热系数(W/m2 ℃)
α1 = 一次测的换热系数(W/m2 ℃) α2 = 一次测的换热系数(W/m2 ℃) δ=传热板片的厚度(m)
λ=板片的导热系数 (W/m ℃)
R1、R2分别是两侧的污垢系数 (m2 ℃/W)
α1、α2可以用努赛尔准则式求得。
传热效率和传热单元数法
在传热计算中，传热速率方程和热流量衡算式将换热器和换热物流的各参数关联起来。
当已
知工艺物流的流量、进、出温度时，可根据前面介绍的方法，计算平均传热温差△t m及热流
量Q,从而求得所需的传热面积A，此类问题即前面提及的设计型计算问题。
然而，当给定两物流的流量、进口温度以及传热面积、传热系数K时，却难以采取解析方法直接确定两流体的出口温度。
往往需采用试差方法求解。
此类问题即前面所提及的操作
型计算问题。
对此，若采用1955年由凯斯和伦敦导出的传热效率及传热单元数法，则能避
免试差而方便地求得其解。
传热效率传热单元数
假设冷、热两流体在一传热面为无穷大的间壁换热器内进行逆流
换热，其结果必然会有一端达到平衡，或是热流体出口温度降到冷流体的入口温度；或是冷流体的出口温度升到热流体的入口温度，如图中(b)及(c)所示。
然而究竟哪一侧流体能获得最大的温度变化（T1-t1），这将取决于两流体热容量流率(mC p)的相对大小。
由热流
量衡算式得：
可见，只有热容量流率相对小的流体才有可能获得较大的温度变化，将该流体的热容量流率以(mC p)min表示，而相对大的热容量流率
表示为(mC p)max。
在换热器中，取微元传热面积，由热流量衡算和传热
速率方程可得：
对于热流体：
为传热单元数取为常数，则有。