空冷器计算过程
组合式空冷器表面传热分析与计算
计 算 表 面 传 热 的 方 法和 标 定 测 量 方 法 。经 正 反 平 衡 验 证 ， 面 传 热 量 计 算 结 果 正 确 。 表
关键词 ： 组合 式 空 冷 器 ； 境 ； 热 ； 析 与 计 算 环 散 分
中图 分 类 号 ： Ｑ０ １ ５ １ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： ０ ６８ ０ （ ０ ０ ０ ０ １０ Ｔ ５ ． ０ Ｂ １ ０ — ８ ５ ２ １ ） ３０ ０ — ５
冷却 或冷凝 ， 蒸 发空 冷是 比较 适合 的 ， 用 它利 用管
外 喷淋 水 的蒸发 相 变大 量 吸收管 内热量 。故 即使 管 内热流 体与 管 外 空 气及 喷淋 水 的温 差 不 大 ， 但
仍可 产生 较大 的 传 热 系 数 ， 能 有 效地 冷 却 或冷 仍
凝 管 内热 流体 ｌ 。若 热 流体 温度 高 出常温 较 多且 ＿ １ ］ 需要使 用 空 冷 ， 使 用 组合 式 空 冷 比较 合 适 。 中 则 国石化 股份 有 限 公 司 武 汉分 公 司制 氢 装 置 Ａｌ ｌ Ｏ 空冷 器采 用联 合 开 发 的跨 温 区组 合 式 空 冷 器 ， 中 变气 在 干空冷 中从 １ ５℃降温 到 ７ ６ ０℃（ 高温 区 的
蒸 发空 冷段
水硝 进 风段
形成 重力 流动 的水 膜 ， 水膜 吸 收管 内热量 后 ， 水分
子蒸 发进 入 空 气 。在 风 机 作 用 下 ， 动 空气 先 进 流
图 １ 组 合 式 空 冷 器 分 段 示 意
入蒸 发 空 冷段 ， 掠过 管 外 水 膜 ， 边 吸 热 ， 边带 一 一
１ ｊ 、 ● Ｌ ｒ
、 Ｌｒ 、●● ● ● ●●／、●
降温 ） 在 蒸发 空冷 中从 ７ ， ０℃ 降温 到 ３ ０℃（ 温 低
空气冷却器的设计
图 1 最佳管排数算图 图中 : T 1 ———管内热流体入口温度 , K;
t 1 ———空气入口温度 , K; u0 ———总传热系数 (以光管外表面积为基准) ,J / (m2·s·K) 。
一般来讲 ,希望管内流体的凝固点不超过 5 ℃, 流体较干净且不易聚合 。热流体的入口温度 ,一般 以 120～130 ℃左右或以下为好 ,且不宜低于 60～ 80 ℃。热流体出口温度 ,对于干式空冷来讲 ,一般应 使其与设计气温温差大于 20 ～ 25 ℃, 至少要大于 15 ℃,否则不一定经济 。国外亦有人认为[1 ] : 一般 情况下 ,热流体出口温度与周围空气温度相差 17～ 22 ℃比较经济 ,最少也要相差 11～14 ℃。
X1 与出口汽相分率
X2
的算术平均值 。即 : X
=
1 2
( X1 + X2) 。
X1 =
GWV1 GWV1 + GWL1
X2 =
GWV2 GWV2 + GWL2
式中 : hL ———假定管内全部是液体时的膜传热系
数 ,由式 (6) 计算出 hi 代入 。计算时 ,
G = GV1 + GL1 = GV2 + GL2 ,物性数据
算系数 ; A f ———翅片表面积 ,m2 ;
A r ———管子外表面积扣除被翅片所占面积后 的剩余面积 ,m2 。
须指出 ,式中的 λ0 ,μ0 , C0 都是以平均温度选 取的空气物性 。
式 (2) 与式 (3) [3 ] ,误差一般在 5 %左右 。
当采用光管管束时 ,可采用简化公式 (5) 进行近
冷却塔空冷器设计计算及翅片管传热系数计算
Vmax Db Vmax Db
μ
−0.316
S1 S1
−0.927
Db
−0.927
μ
Db
S1
0.515
S2
f = 0.316Re−4
0.718
μ
Pr
1
3
Y
0.296
H
mL =
9、以基管表面为基准传热系数 h o = h ηf β 10、计算管内换热系数 Do ρv Re = μs λs Di ρv 0.8 n hi = 0.023 （ ） Prs Di μs 流体被加热 n 取 0.4 11、上述计算可求得总热阻，进而求得总传热系数 K。
0.667
V o Ao
o −A f −A d
，继而计算管外 Re=
D o V max μ
பைடு நூலகம்
。
μ
Pr
1
3
Y
0.164
H
(Y t)0.075
对于高翅片管 Df = 1.7~2.4 Db = 12~41mm Db h = 0.1378 λ D b 8、 翅片效率 ηf = tanh mL mL 2h L λt λ 为翅片导热系数 Db Vmax
A f +A b Ao
基管导热热阻 R w =
4、 选定翅片管，计算翅化比 β = 5、 设计排管形式。
。
6、 根据布管形式计算最窄截面风速Vmax = A 7、 计算翅片管传热系数 对于低翅片管 Df = 1.2~1.6 Db = 13.5~16mm Db h = 0.1507 λ D b Db Vmax
12、根据换热量可求得实际需求换热面积 Ac=K Δ t 13、根据布管形式可求得现有翅片管面积Ao 当A0 > Ac 时，设计满足要求 14、校核风阻 ΔP=f
空冷器换热面积计算
空冷器换热面积计算
空冷器的换热面积计算方法通常根据具体的换热器类型和工作条件而定。
一般而言，换热器的换热面积取决于所需的热传递量、流体的流速以及流体的温度差等因素。
在具体计算时，可以采用以下的简单计算公式来估算空冷器的换热面积：
Q = U * A * ΔT
其中，Q表示所需的热传递量（单位为热功（W）或热量（J））、U表示换热器的传热系数（单位为热流密度
（W/m^2·K）或导热系数（W/m·K））、A表示换热面积（单位为平方米）以及ΔT表示流体的温度差（单位为摄氏度或开尔文）。
根据具体工作条件和设备参数，可以确定所需的热传递量和温度差，然后通过选择合适的传热系数，可以计算出所需的换热面积。
需要注意的是，这只是一个简化的计算公式，实际计算中还需要考虑更多的因素，例如气体的流动状态、换热器的结构形式等。
因此，在实际工程中，我们一般会采用更为精确的计算方法，如数值模拟和实验等来确定换热面积。
空冷器综合温度计算公式
空冷器综合温度计算公式空冷器是一种用于降低空气温度的设备，通常用于工业生产和空调系统中。
空冷器的综合温度是一个重要的参数，它可以帮助我们了解空冷器的性能和效率。
在本文中，我们将介绍空冷器综合温度的计算公式，并讨论如何使用这个公式来评估空冷器的性能。
空冷器综合温度的计算公式可以通过以下步骤得出：步骤一，首先，我们需要确定空冷器的入口温度和出口温度。
入口温度是空气进入空冷器的温度，出口温度是空气离开空冷器后的温度。
这两个温度可以通过传感器或其他测量设备来获取。
步骤二，接下来，我们需要计算空冷器的冷却效果。
这可以通过入口温度减去出口温度来得出。
例如，如果入口温度为30摄氏度，出口温度为20摄氏度，那么冷却效果就是30-20=10摄氏度。
步骤三，然后，我们需要计算空冷器的冷却效率。
这可以通过冷却效果除以入口温度减去环境温度来得出。
例如，如果入口温度为30摄氏度，环境温度为25摄氏度，冷却效果为10摄氏度，那么冷却效率就是10/(30-25)=2。
步骤四：最后，我们可以使用以下公式来计算空冷器的综合温度：综合温度 = 入口温度 (冷却效率 (入口温度环境温度))。
通过这个公式，我们可以得出空冷器的综合温度，这个温度可以帮助我们评估空冷器的性能和效率。
综合温度越低，空冷器的性能越好，效率越高。
除了计算公式外，还有一些其他因素会影响空冷器的综合温度。
例如，空冷器的设计和材料、空气流速、环境温度等都会对综合温度产生影响。
因此，在评估空冷器性能时，我们还需要考虑这些因素。
另外，空冷器的综合温度还可以用于优化空调系统和工业生产过程。
通过监测和调整空冷器的综合温度，我们可以提高空调系统的能效比，降低能耗，减少生产成本，提高生产效率。
总之，空冷器的综合温度是一个重要的参数，它可以帮助我们评估空冷器的性能和效率。
通过计算公式和其他因素的影响，我们可以更好地了解空冷器的工作原理，并优化空调系统和工业生产过程。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
空冷冷凝器计算说明书
课设题目：空冷冷凝器一、设计条件：某空调制冷机组采用空气冷却式冷凝器，要求制冷剂冷凝液过冷度5℃，压缩机在蒸发温度5℃，冷凝温度45℃时的排气温度为80℃,压缩机实际排气量为160kg/h；冷凝器空气进口温度为35℃。
二、其他参数1、制冷剂采用R134A2、采用肋片管式空冷冷凝器3、传热管采用紫铜套铝片，参数自定，正三角形排列（错排）三、完成内容1.确定冷凝器热负荷，并进行冷凝器设计计算2.提交计算程序以及计算说明书3.相关工程图纸一、计算冷凝器热负荷由所给条件画出压焓图1.根据tk=50℃和排气温度tdis=80℃,以及过冷度dt=5℃在R134A压焓图上可以查出hdis=460kj/kg以及过冷液体要求hc=250kj/kg.所以冷凝器热负荷为qmr*(hdis-hc)/3600=9.333kw2.取进出口空气温差为8℃，则定性温度为39℃，可求出空气流量qv2=1.029 m3/s4.单位管长肋片面积Af2=0.5294肋间基管表面积Ab2=0.03肋管外总表面积A2=Af2+Ab2=0.5594二、冷凝器的初步规划及有关参数选择管排方式采用错排，正三角形排列。
管间距s1=25.4mm 排间距s2=22mm紫铜管选用10*0.7，翅片厚度df=0,12mm,肋片间距sf=1.8mm,沿气流方向管排数n=2排。
三，设计计算流程图四、计算程序#include<iostream.h> #include<math.h>#define qmr 160#define pi 3.14void main(){double _tk=45, _tdis=80, _tc=5,_t2=35,_t3=43,tm;double _hdis=460,_hc=250,Pk;double _p2=1.128,_cp2=1.005,_v2=0.00001687,_r2=0.02751,qv2;double_d0=0.01,_df=0.00012,_df1=0.0007,_s1=0.0254,_s2=0.022,_sf=0.0018,_di=0.0086,_n=2,_nb=18, db,Af2,Ab2,A2,A1,bt,bt1,ib,de; //3.结构设计double _r14=19.9238,_Bm=74.8481,_r0=0.0001;tm=(_t2+_t3)/2;Pk=qmr*(_hdis-_hc)/3600;cout<<"冷凝器热负荷为："<<Pk<<"kw";qv2=Pk/(_p2*_cp2*(_t3-_t2));cout<<"空气流量为"<<qv2<<endl;db=(_d0+2*_df);Af2=2*(_s1*_s2-pi*db*db/4)/_sf;Ab2=pi*db*(1-_df/_sf);A2=Af2+Ab2;A1=pi*_di;bt=A2/A1;bt1=A2/(A1+A2);ib=(_s1-db)*(_sf-_df)/(_s1*_sf);de=2*(_s1-db)*(_sf-_df)/((_s1-db)+(_sf-_df));double a1,C1,C2,Re, L,m,n,wf,wmax,L2,wf2,L1,H; //4.空气侧换热系数double nf2,n02,rh,rh1,rf=203,z,h1;rh=_s1/db;rh1=1.27*rh*pow(0.7,0.5);h1=db*(rh1-1)/2*(1+0.35*log(rh1));L=_n*_s2;for(wf=2.0;wf<=4.5;wf+=0.1){wmax=wf/ib;Re=wmax*de/_v2;C1=1.36-0.24*Re/1000;C2=0.518-0.02314*(L/de)+0.000425*(L/de)*(L/de)-3*pow(10,-6)*(L/de)*(L/de)*(L/de);m=0.45+0.0066*(L/de);n=-0.28+0.08*(Re/1000);a1=C1*C2*(_r2/de)*pow(L/de,n)*pow(Re,m);z=pow(2*a1/rf/Re,0.5); //5.计算翅片效率及表面效率nf2=tanh(m*h1)/m/h1;n02=1-Af2/A2*(1-nf2);double a2,tw=43.5; //6.计算管内换热系数???????a2=0.683*_r14*_Bm*pow((45-tw),-0.25)*pow(0.0086,-0.25);// 计算传热系数及传热面积double Kof,at,A0;Kof=1/(bt/a2+_df1*bt1/rf+_r0+1/a1/n02);at=(_t3-_t2)/log((_tk-_t2)/(_tk-_t3));A0=Pk/(Kof*at)*1000;L=A0/A2;double Ay,e,e1; //确定空冷冷凝器尺寸L1=L/(_nb*_n);H=_nb*_s1;L2=_n*_s2;Ay=L1*H;wf2=qv2/Ay;e=(wf2-wf)/wf;e1=fabs(e);if(e1<=0.01)break;}cout<<"迎面风速为wf2="<<wf2<<"m/s"<<"\n";cout<<"假设迎风风速wf="<<wf<<"\n";cout<<"有效长度L1="<<L1<<"\n";cout<<"高H="<<H<<"\n";cout<<"深L2="<<L2<<"\n";double ap2,pz,Pst; //空气阻力及风机选择ap2=9.81*0.0113*(L2/de)*pow(_p2*wmax,1.7);cout<<"ap2="<<ap2<<"Pa"<<"\n";cout<<"根据ap2选取Pst的值";cin>>Pst;pz=Pst+_p2*wf2*wf2/2;cout<<"全压为pz="<<pz<<"\n";}五、程序运行结果六、结果分析在设计计算中，需要先假设一个迎面风速，算出管内外换热系数和传热系数传热面积后会得出实际迎面风速。
空冷器的设计讲解
空冷器的设计讲解第四章空冷器的设计4.1 空冷器的设计条件4.1-1 设计条件1. 空⽓设计温度设计⽓温系指设计空冷器时所采⽤的空⽓⼊⼝温度。
采⽤⼲式空冷器时，设计⽓温应按当地夏季平均每年不保证五天的⽇平均⽓温[1][2][3]。
采⽤湿式空冷器时，将⼲式空冷器的设计⽓温作为⼲球温度，然后按相对湿度查出湿球温度，该温度即为湿式空冷器的设计⽓温。
我国各主要城市的⽓温列于附表4－1。
从该表可见我国绝⼤多数地区夏季平均每年不保证五天的⽇平均⽓温低于35℃。
当接近温度⼤于15－20℃时，采⽤⼲式空冷器⽐较合理。
在⼲燥炎热的地区，为了降低空⽓⼊⼝温度可以采⽤湿式空冷器。
2. 介质条件（1）适宜空冷器的介质条件适于采⽤空冷器的介质有⽯油化⼯过程中的⽓体,液体，⽔和⽔蒸汽等。
3.热流的操作条件（1）流量。
根据⼯艺要求⽽定。
（2）操作压⼒。
根据国家标准“空冷式换热器”的规定，最⾼的设计压为35 Mpa，这个压⼒可以满⾜⽯油化⾏业空冷器的操作要求。
（3）⼊⼝温度热流的⼊⼝温度越⾼其对数平均温差越⼤，因⽽所需要的传热⾯积就越⼩，这是⽐较经济的。
但是，考虑能量回收的可能性，⼊⼝温度不宜⾼，⼀般控制在120～130℃以下，超过该温度的那部分热量应尽量采⽤换热⽅式回收。
在个别情况下，如回收热量有困难或经济上不合算时，可适当介质⼊⼝温度。
就空冷器本⾝⽽⾔，考虑到介质温度升⾼会导致热阻的增加，传热效率下降，绕⽚式翅⽚管的⼯作温度可⽤到165℃⽽锒⽚式翅⽚管可⽤到200℃如果热流⼊⼝温度较低（低于70~80℃），可考虑⽤湿式空冷器。
（4）出⼝温度与接近温度对于⼲式空冷器出⼝温度⼀般以不低于55~65℃为宜[3]，若不能满⾜⼯艺要求，可增设后湿空冷，或采⽤⼲－湿联合空冷。
接近温度系指热流出⼝温度与设计⽓温之差值。
⼲式空冷器的最低值应不低于15℃[3]，否则将导致空冷器的⾯积过⼤，这是不经济的。
上述的设计数据应填⼊表4.1-1的”空⽓冷却器规格表”内.表41-1 空冷器设计规格表4.2翅⽚管参数的优化翅⽚管是空⽓冷却器的传热元件，翅⽚管的参数对空冷器的传热效率、功率消耗和噪声等有直接的关系[4]。
2024版年度HTRI空冷器教程
环境适应性
评价空冷器在不同环境条件下的工作性能，如高温、低温、风沙等。
2024/2/2
26
不同类型空冷器性能比较
1 2
干式空冷器与湿式空冷器
比较两者的冷却效率、能耗、维护成本等方面的 差异。
水平式与立式空冷器
分析两者在结构、占地面积、冷却效果等方面的 优缺点。
背景
空冷器作为一种重要的热交换设备，在石油、化工、电力等领域具有广泛的应 用。HTRI作为全球领先的工艺热传递和换热器技术供应商，其空冷器产品在市 场上具有很高的认可度和使用率。
2024/2/2
4
教程内容概述
HTRI空冷器基本原理与结构
HTRI空冷器选型与设计
介绍空冷器的工作原理、主要组成部分及结 构特点。
针对不同季节的特点和需求，提出相应的空 冷器维护建议，延长设备使用寿命。
24
06
HTRI空冷器性能评价与选 型建议
2024/2/2
25
性能评价指标体系建立
冷却效率
衡量空冷器冷却效果的关键指标，包括入口温度、出口温度、温差等参数。
能耗水平
评估空冷器在运行过程中的能源消耗情况，如电力、水等。
设备稳定性
11
换热面积计算方法
传热方程式
应用传热方程式，根据工 艺流体的进出口温度、流 量和传热系数等参数，计 算所需的换热面积。
2024/2/2
经验公式
参考相关标准和经验公式， 结合实际情况进行调整， 得出更为准确的换热面积。
软件模拟
利用HTRI等专业的换热设 备设计软件，进行模拟计 算和优化设计。
12
流体阻力与传热系数确定
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空冷器计算过程
空冷器
空冷器换热效果好，结构简单，节约水资源，没有水污染等问题，比水冷更经济，故选用空冷器。
1．计算依据
（1）进出空冷器的流量和组成：
组分
（2）设计温度40℃
（3）进空冷器温度420℃，出空冷器温度80℃
（4）进出口压力0.06MPa（表压）
（5）换热量Q=2.37×106KJ/h
2．设计计算（参考资料《化工装置的工艺设计》）
查《化工装置的工艺设计》表9-31得轻有机物的传热系数为10英热单位/英尺2.h.
换算为国际单位制：K=10×0.86×4.18=204.25KJ/m2.h.℃
假设空气温升15.3℃
按逆流：△t1=420-55.3=364.7℃
△t2=80-40=40℃
△tm1=146.91℃
取温差校正系数Φ=0.8
△tm=△tm1.Φ=146.91×0.8=117.53℃
则所需普通光管的表面积：
A0=Q/K.△tm（4—1）
=2.37×106/(204.25×117.53
=98.73m2
由(T2-T1)/K=1.86查《化工装置的工艺设计》图9-120得：
最佳管排数为n=6
又由n=6查表9-33得
迎面风速FV=165米/分
表面积/迎风面积=A0/F2=7.60
则：F2=A0/7.60=98.73/7.60=12.99m2
由F1= Q/(t2-t1)FV17.3 （4—2）
式中Q—换热量,Kcal/h
(t2-t1)—空气温升
FV—迎面风速，米/分
代入数据F1=2.37×106/(15.3×165×17.3=12.98m2
取ξ=0.01
F2-F1=12.99-12.98=0.01≤ξ
即空气出口温度假设合理
以光管外表面为基准的空冷器的换热面积为98.73m2
参考鸿化厂选φ377×12的换热管
管长L=98.73×4/π×0.3532=1010米
管内流速u=143.07×22.4×4/π×0.3532=2762.5m/h=9.2m/s
u=9.2m/s符合换热管内流速范围15—30米/秒，故换热管选择合理空冷器规格及型号：φ377×1010
F=98.73m2
评价，未作翅片面积核算。