螺旋盘管换热器计算1复习进程
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg 水 6小时升温30℃单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况：定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re 21244.31 Re 25179.86 管径0.20mRe 30349.01Re 35971.22湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5 物性参数： 40℃饱和水参数。
黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃) 求解过程：盘管内平均水温40℃为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4（d1）0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7（d2）管内对流换热系数为l Nu h ff i λ⋅==143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1） lNu h ff i λ⋅==190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2） 管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6（d1）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2=927492.9（d2）其中g=9.8 N/kgβ为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504（d2）其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为dNu m λα==18.48755*0.635/0.014=838.5422（d1）dNu m λα==23.47504*0.635/0.014=677.5749（d2）其中λ为0.635w/(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891 U=257.0138 （d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186 U=238.9191 （d2）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃ λ=393W/m ℃k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/㎡·s ·℃ 自来水 k o =0.0002㎡℃/W 换热器铜管长度 dq l απ70==3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1（d1） A=1.53dq l απ70==3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2（d2） A=1.65二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升30℃，⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅+⋅=hx hx CL R c IN AU A U F 1A A =9.5㎡ 式中IN A —间接系统集热器总面积，㎡L R U F —集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，L R U F 宜取4～６W/（㎡·℃） 对真空管集热器，L R U F 宜取１～２W/（㎡·℃）取1hx U —环热器传热系数，W/（㎡·℃） hx A —换热器换热面积，㎡c A —直接系统集热器总面积，㎡ )1(J f)t t (C Q A L cd T i end w w c ηη--=w Q —日均用水量，kgw C —水的定压比热容，kJ/（kg ·℃） end t —出水箱内水的设计温度，℃i t —水的初始温度，℃f —太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1T J —当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/㎡η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25～0.5 取0.6 cdη—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 取L0.2结论：1）换热器入口流速在1 m/s 左右2）保证换热器内的平均温度在40℃左右3）换热器的入口压力不低于0.2 5MPa三、换热器计算 1.传热面积TU Q A ∆=(2.1.1)A — 传热面积 ㎡Q —传热量 J/sU —传热系数 J/㎡·s ·℃ ΔT －平均温度差 ℃2.平均温度差（考虑逆流情况）c1h2c2h1c1h2c2h1T T T T ln )T T ()T (T T -----=∆（2.2.1） 其中T c —冷流体温度 ℃ T h —热流体温度 ℃下标1为入口温度，下标2为出口温度 当c1h2c2h1T T T T --≤2时，可用算数平均值计算，即2)T T ()T (T c1h2c2h1-+-（2.2.2） 3.传热系数U)A A (k 11)k 1h 1()A A (h 1U 1io i o o o i o i ++++=λδη（2.3.1）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃k i ,k o －分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k i ,k o 均为1） J/㎡·s ·℃ηo －为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo ＝1）ioA A －为换热管的外表面积与内表面积之比； 4.螺旋管内表面传热系数lNu h ff i λ⋅=（2.4.1） 其中h i —管内表面传热系数 J/㎡·h ·℃f Nu —努塞尔数f λ—流体导热系数 W/m ·K换热器设计流量为：4L/min ～14L/min ， 管内为湍流时实验关联式验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.1～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
螺旋缠绕式换热器计算
螺旋缠绕式换热器计算1、引言螺旋缠绕式换热器是一种常见的换热设备，其设计得到广泛应用。
它的优点在于具有大的换热面积、高效率、紧凑型、适应性强、维护容易等特点。
本文将详细介绍螺旋缠绕式换热器的计算方法。
2、螺旋缠绕式换热器的结构螺旋缠绕式换热器由两个圆盘夹持多根长螺旋片缠绕而成。
流体经过螺旋片时，因受到螺旋片的交错和扭曲作用，形成流体旋涡，从而增加传热的面积和效率。
螺旋片的宽度、长度、角度等都是影响换热性能的重要参数。
3、螺旋片的设计螺旋片的设计需要考虑三个方面：传热性能、流体的流态和压力损失。
传热性能包括传热系数和换热面积。
流体的流态可以根据雷诺数决定。
若雷诺数小于2100，流态为层流；若雷诺数大于4000，流态为紊流；在2100到4000之间，流态为过渡流。
压力损失的大小影响着流体的流速和能耗。
因此螺旋片的设计需要综合考虑以上三个方面。
4、螺旋缠绕式换热器的计算方法为了确定螺旋片的一些参数，需要进行计算。
其中有两种典型的计算方法，分别是传统的单元法和现代的整体法。
（1）单元法单元法将整个螺旋片划分成若干个小单元，然后对每一个小单元进行热力学分析。
由于单元法每个小单元的分析比较简单，所以该方法比较容易实现。
但是，单元法并不能完全反映螺旋片的复杂性，因此可能会存在误差。
（2）整体法整体法是指将螺旋片看作一个整体，在保证达到规定传热效果和流体流量的前提下，计算出某些关键的设计参数。
整体法的优点在于能够全面考虑螺旋片的各种特性，因此计算精度相对较高。
5、结论综上所述，螺旋缠绕式换热器计算是一个比较复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
现代化的整体法为螺旋片的设计提供了一种更加全面、准确的计算方法。
在实际应用中，需要根据具体情况来选择合适的计算方法，以便得到最优的设计方案。
螺旋缠绕式换热器计算
螺旋缠绕式换热器计算螺旋缠绕式换热器是一种常用的换热设备，具有高效换热、结构紧凑、节能环保等优点。
它广泛应用于化工、石油、电力、制药等行业，成为工业生产中不可或缺的设备之一。
螺旋缠绕式换热器的工作原理是通过将两种介质分别流经内外两个螺旋壳管之间的通道，实现热量的传递。
内壳管和外壳管之间的螺旋通道构成了换热器的核心部分。
热量从一个介质传递到另一个介质时，两种介质在螺旋通道中交替流动，充分利用了通道的长度，提高了换热效率。
螺旋缠绕式换热器的结构紧凑，占地面积小，适用于空间有限的场所。
同时，由于螺旋通道的存在，介质在通道中呈螺旋流动，使得换热器的换热面积得到有效扩大，进一步提高了换热效率。
此外，螺旋通道的结构还能够减小介质的流阻，降低泵功耗，节约能源。
螺旋缠绕式换热器的设计和选择需要考虑多个因素，包括换热介质的性质、流量、温度差、压力损失等。
在设计时，需要根据实际情况确定换热器的尺寸、螺旋通道的形状和尺寸，以及材料的选择等。
通过合理的设计和选择，可以实现最佳的换热效果，并满足工艺要求。
螺旋缠绕式换热器的应用范围广泛。
在化工行业中，它常被用于冷却和加热反应物、回收废热等；在石油行业中，它可用于原油蒸馏、石油化工等；在电力行业中，它可用于发电设备的冷却等；在制药行业中，它可用于药物生产中的热交换等。
无论是在哪个行业，螺旋缠绕式换热器都起到了至关重要的作用。
需要注意的是，在使用螺旋缠绕式换热器时，需要定期清洗和维护，以保证其正常运行。
同时，还需要注意对换热介质的控制，避免出现过高或过低的温度、压力等问题，以免对设备造成损坏。
螺旋缠绕式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，广泛应用于各个行业中。
它通过螺旋通道实现了热量的传递，提高了换热效率，节约了能源。
在使用时，需要根据实际情况进行设计和选择，并定期进行清洗和维护，以确保其正常运行。
螺旋缠绕式换热器的应用将进一步推动工业生产的发展，为经济的可持续发展做出贡献。
螺旋板换热器计算
原油/热媒油换热器计算
螺旋板板宽H=1m螺旋板圈数n=46.5
换热面积A=80m2螺旋板长度L=40.0m
螺旋中心管直径d=0.4m螺旋体外径D= 1.6m
钢板厚度d=0.004m冷流热流
冷流侧热流侧747000507100kg/h 通道间距b=0.01m通道间距b=0.008m总热负荷16668kW 介质导热系数l=0.2W/(m.o C.)介质导热系数l=0.114W/(m.o C)分流数8
介质粘度m=120mPa.s介质粘度m=0.88mPa.s单台流量9337563387.5
介质流量G=20000kg/h质量流速G=13749kg/h单台负荷2083.5kW
进口温度t1=50o C进口温度t1=120o C
出口温度t2=70o C出口温度t2=80o C
介质密度r=960kg/m3介质密度r=900kg/m3
介质比热Cp= 2.092kJ/(kg.o C)介质比热Cp= 2.3012kJ/(kg.o C)
污垢热阻r1=0.0005(m.o C)/W污垢热阻r2=0.0002(m.o C)/W
流速 V=0.58m/s流速 V=0.53m/s
膜传热系数a1=160.12W/(m2.o C)膜传热系数a1=551.42168W/(m2.o C)
冷流侧压降D P=0.06MPa(范宁)热流侧压降D P=0.03MPa(范宁)
0.05MPa(大连)0.02MPa(大连)232.444444
总传热系数K=114.172W/(m2.o C)平均温差D t=39.2o C
换热器负荷Q=235kW
计算换热面积A=53m2
实际需要换热面积A＝421m2采用四路并联。
水冷螺旋换热计算
水冷螺旋换热计算
水冷螺旋换热计算（Shell-and-tube heat exchanger design）主要包括以下几个步骤：
1. 确定换热器的位置和尺寸：根据现场条件和设计要求，确定换热器的安装位置和尺寸。
2. 确定流体的流量和性质：测量或确定流体的流量和性质，包括流体的温度、压力、质量流量等参数。
3. 确定换热器的传热系数：根据流体的性质以及壳管侧的壁温，计算换热器的传热系数。
4. 确定换热器的换热面积：根据换热条件和传热系数，计算换热器的换热面积。
5. 选择换热器的材料和结构：根据流体的性质、温度和压力等参数，选择适合的材料和结构，以确保换热器的可靠性和耐久性。
6. 确定管束的布置：根据换热器的尺寸和流体的流量等参数，确定管束的布置方式，包括螺旋状、对流状等。
7. 计算换热器的压力损失：根据流体的流量和管束的布置方式，计算换热器的
压力损失，以及泵的功率。
8. 进行换热器的热力学计算：根据流体的性质和温度等参数，进行换热器的热力学计算，包括平均温度差、传热率等。
9. 进行换热器的结构计算：根据换热器的尺寸和材料等参数，进行换热器的结构计算，包括强度、刚度等。
10. 进行换热器的性能评估：根据换热器的设计参数和性能要求，进行换热器的性能评估，并进行合理的调整和优化。
总之，水冷螺旋换热计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素和参数，并进行综合分析和计算，以确保换热器的设计满足工艺要求和安全要求。
完整版换热器计算步骤
完整版换热器计算步骤第一步：确定换热器的基本参数在进行换热器计算之前，需要明确换热器的基本参数，包括所需的换热面积、流体质量流量以及进出口温度等。
这些参数将用于后续的计算。
第二步：确定传热系数换热器的传热系数是换热器计算的重要参数，它表示单位面积上传热的能力。
传热系数的计算可以根据换热器类型采用不同的方法，例如，对于壳管式换热器，可以采用Dittus-Boelter公式或Sieder-Tate公式等。
第三步：计算热负荷根据所需的换热量和传热系数，可以计算出热负荷。
热负荷表示单位时间内从一个流体传递给另一个流体的热量。
第四步：计算流体流量通过热负荷和已知的输入输出温度差，可以计算出流体的质量流量。
流体流量对换热器设计有重要影响，要合理确定。
第五步：计算换热面积在确定了热负荷和流体流量之后，可以通过换热器传热系数来计算所需的换热面积。
换热面积越大，换热效果越好，但对于实际应用来说，换热面积也需要在经济和操作上进行合理的限制。
第六步：确定流体速度流体速度对于换热器的设计和操作都有重要影响。
在实际应用中，需要保证流体速度能够使流体在换热器中均匀流动，并且尽量避免过高或过低的速度。
第七步：校核换热器尺寸换热器的尺寸必须满足设计要求和操作要求。
在校核换热器尺寸时，需要考虑到换热面积、流体速度、壳管或管束结构以及换热器的材料等因素。
第八步：确定换热器传热管的数量换热器传热管的数量是换热器计算中的重要参数。
根据已知的流体流量和传热系数，可以计算出所需的传热管数量。
此外，传热管的直径和长度也需要根据实际应用情况进行确定。
第九步：计算换热器的压力损失换热器的压力损失是通过流体流动过程中所发生的阻力造成的。
压力损失的计算涉及到换热器的结构和材料、流体的速度和粘度等因素。
通过计算压力损失，可以为换热器的实际运行提供参考依据。
第十步：优化设计方案根据以上计算结果，可以对换热器的设计方案进行优化。
通过对不同参数进行适当调整，可以得到满足工程要求和经济要求的最佳设计方案。
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：600kg 水 6小时升温30℃ 单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况：湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5 物性参数：40℃饱和水参数。
黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃)求解过程：盘管内平均水温40℃为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为0.4f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4 （d1） 0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7 （d2）管内对流换热系数为l Nu h ff i λ⋅==143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1） lNu h ff i λ⋅==190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2） 管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6 （d1） 23/υβtd g Gr ∆==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2=927492.9（d2）其中g=9.8 N/kgβ为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504 （d2）其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为dNu m λα==18.48755*0.635/0.014=838.5422 （d1） dNu m λα==23.47504*0.635/0.014=677.5749 （d2） 其中λ为0.635w/(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891 U=257.0138 （d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186 U=238.9191 （d2）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1mλ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃ λ=393W/m ℃k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/㎡·s ·℃ 自来水 k o =0.0002㎡℃/W 换热器铜管长度 dq l απ70==3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1 （d1）A=1.53dq l απ70==3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2 （d2）A=1.65二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升30℃，⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅+⋅=hx hx CL R c IN AU A U F 1A A =9.5㎡ 式中IN A —间接系统集热器总面积，㎡L R U F —集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，L R U F 宜取4～６W/（㎡·℃） 对真空管集热器，L R U F 宜取１～２W/（㎡·℃）取1hx U —环热器传热系数，W/（㎡·℃） hx A —换热器换热面积，㎡c A —直接系统集热器总面积，㎡ )1(J f)t t (C Q A L cd T i end w w c ηη--=w Q —日均用水量，kgw C —水的定压比热容，kJ/（kg ·℃） end t —出水箱内水的设计温度，℃i t —水的初始温度，℃f—太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1J—当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/㎡Tη—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25～0.5 取0.6 cdη—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 取0.2 L结论：1）换热器入口流速在1 m/s 左右2）保证换热器内的平均温度在40℃左右3）换热器的入口压力不低于0.2 5MPa三、换热器计算1.传热面积TU QA ∆=(2.1.1) A —传热面积 ㎡Q —传热量 J/sU —传热系数 J/㎡·s ·℃ ΔT －平均温度差 ℃2.平均温度差（考虑逆流情况）c1h2c2h1c1h2c2h1T T T T ln )T T ()T (T T -----=∆（2.2.1） 其中T c —冷流体温度 ℃ T h —热流体温度 ℃下标1为入口温度，下标2为出口温度 当c1h2c2h1T T T T --≤2时，可用算数平均值计算，即2)T T ()T (T c1h2c2h1-+-（2.2.2） 3.传热系数U)A A (k 11)k 1h 1()A A (h 1U 1io i o o o i o i ++++=λδη （2.3.1）h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m λ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃k i ,k o －分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k i ,k o 均为1） J/㎡·s ·℃ ηo －为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo ＝1）ioA A －为换热管的外表面积与内表面积之比； 4.螺旋管内表面传热系数lNu h ff i λ⋅=（2.4.1） 其中h i —管内表面传热系数 J/㎡·h ·℃f Nu —努塞尔数f λ—流体导热系数 W/m ·K换热器设计流量为：4L/min ～14L/min ， 管内为湍流时实验关联式验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.1～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算条件：水6小时升温单位时间内换热器的放热量为qq=GCΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w盘管内流速/s，管内径为，，湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5物性参数：饱和水参数。
黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃)求解过程：盘管内平均水温为定性温度时换热铜管的外径，分别取d1= d2=努谢尔特准则为＝1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4 （d1）＝1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7 （d2）管内对流换热系数为=143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1）=190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2）管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）=9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6 （d1）=9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2=927492.9（d2）其中g=9.8 N/kg为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1）=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504 （d2）其中Pr普朗特数为4.31对流换热系数为=18.48755*0.635/0.014=838.5422 （d1）=23.47504*0.635/0.014=677.5749 （d2）其中为0.635w/(m. ℃).传热系数U=1/6503.39+1/838.5422+1/393=0.003891U=257.0138 （d1）=1/6055.63+1/677.5749+1/393=0.004186U=238.9191 （d2）hi－螺旋换热器内表面传热系数J/㎡·s·℃ho－螺旋换热器外表面传热系数J/㎡·s·℃δ－螺旋换热器管壁厚m δ=λ－管材的导热系数J/m·s·℃λ=393W/m℃ko－分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时ko为1）J/㎡·s·℃自来水ko=0.0002㎡℃/W换热器铜管长度=3500/10/257.0138/3.14/0.014=27.1 （d1）A=1.53=3500/10/238.9191/3.14/0.022=21.2 （d2）A=1.65二、集热面积的相关计算（间接系统）条件：加热水，初始水温，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升，=9.5㎡式中—间接系统集热器总面积，㎡—集热器总热损系数，W/（㎡·℃）对平板集热器，宜取4～６W/（㎡·℃）对真空管集热器，宜取１～２W/（㎡·℃）取1—环热器传热系数，W/（㎡·℃）—换热器换热面积，㎡—直接系统集热器总面积，㎡—日均用水量，kg—水的定压比热容，kJ/（kg·℃）—出水箱内水的设计温度，℃—水的初始温度，℃—太阳保证率，%；根据系统的使用期内的太阳辐照、系统经济以用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%～80% 取1—当地集热采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/㎡—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25～0.5 取0.6—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 取0.2结论：1）换热器入口流速在/s 左右2）保证换热器内的平均温度在左右3）换热器的入口压力不低于0.2 5MPa三、换热器计算1.传热面积()A—传热面积㎡Q—传热量J/sU—传热系数J/㎡·s·℃ΔT－平均温度差℃2.平均温度差（考虑逆流情况）（）其中Tc—冷流体温度℃Th—热流体温度℃下标1为入口温度，下标2为出口温度当≤2时，可用算数平均值计算，即（）3.传热系数U（）hi－螺旋换热器内表面传热系数J/㎡·s·℃ho－螺旋换热器外表面传热系数J/㎡·s·℃δ－螺旋换热器管壁厚mλ－管材的导热系数J/m·s·℃ki,ko－分别为管内外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时ki,ko均为1）J/㎡·s·℃ηo－为肋面总效率（如果外表面为肋化，则ηo＝1）－为换热管的外表面积与内表面积之比；4.螺旋管内表面传热系数（）其中hi—管内表面传热系数J/㎡·h·℃—努塞尔数—流体导热系数W/m·K换热器设计流量为：/min～/min，管内为湍流时实验关联式验证范围：Ref＝104～1.2×105,Prf＝0.1～120，l/d≥60; 管内径d为特征长度。
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1.46
0.999
hi (kcal/ h m2oC) DH(m)
hic (kcal / h
2.537
36474
0.1926
Ra (kcal / h mc) x(m) 0.00015
1/U 0.001
U (kcal/ h m2oC)
0.000595157
1680
tlm (0C)
tc (0C)
d 0 L
盘形管的壳
程当量直径计算
Vf / N m3
计算结果
0.0000
普兰德数公式
N Pr
Cp K
普兰德数计算 Cp (kacl/ kg0C)
计算结果
0.998
hic (kcal / h m2oC) 39324
以盘管外径 为基础的传 热系数公式
hi 0
hic
D d0
以盘管外径
为基础的传 D(m) do(m)
计算壳程 传热系数 ho
盘管所需 长度公式
L N (6.28*r)2 p2
盘管所需 长度计算
r(m)
p(m)
计算结果
0.0963
L/N(m)
0.00945
0.605
流体的质
量流速公 式
Gs 4
C2 B2
M
C d0 2 B
计算结果
B(m) 0.2052
do(m)
M(Kg/h)
0.18
0.0063
12000
传热系数 h0公式
N N h0
0.36K De
0.55 Re
1 3 P
r
i0
0.14
传热系数 K (kcal/ h mc) h0计算
计算结果
0.532
De(m)
N Re 0.0110
12002
计算盘管内的传热系数hi0
管内雷诺 数公式
N Re
计算结果
5363
26840
14
0.00015
确定传热 面积
对数平均 温差公式
[(管入 壳入) （管出 -壳出）]
tlm
ln（[ (管管入出-壳壳出入）)]
对数平均 温差计算
管入T1（°C）
管出T2（°C） 壳入t1（°C） 壳出t2（°C）
计算结果
100
50
20
21.75
盘管所需 圈数
N
盘管所需 圈数公式
49.7
Q(kcal/h)=M*Cp*( 管入-管出)
49.2
20979
A Q (m2 ) U * tc 0.254
d* 2*1.257)*N 0
p(m)
do(m)
Vf / N
0.00945
0.0063
0.0000
μ （Kg/m.h）
N Re
2.88
12002
盘形管的壳 程当量直径公式
De
4V f
L
2r 2 P2
盘管所需 圈数计算
L(m)
N
计算结果
12.82
21
Gs (Kg / m2h)
3147999
d 环形区内可供流
体流动的空间公式
Vf
( 4
*
C2
B2
*
p
4
*
2 *1.257) * N
0
环形区内可供流 体流动的空间计算
C(m)
B(m)
计算结果
0.2052
0.18
雷诺数公式
N Re
x Ke
Rt
Ra
D(m) 0.0043
总传热系 数计算公 式
1 U
1 h0
1 hi 0
x Ke
Rt
Ra
总传热系 数计算
h0 (kcal / h m2oC)
hi0 (kcal / h m2oC) Ke (kcal / h mc) Ri (kcal/ h mc) Ra (kcal / h m
D*u*
管内雷诺 数计算
D(m)
(kg / m3)
计算结果
0.0043
μ（Kg/m.h） M(Kg/h)
978
1.46
420
盘形管传 热系数公
hi
jH
(K
/
D)
N
1/ 3 Pr
式
盘形管传 热系数计 jH
算
计算结果
200
K (kcal/ h mc) 0.575
计算总传 热系数
1 U
1 h0
1 hi 0
热系数计算
计算结果
0.0043
hi0 (kcal / h m2oC)
0.0063
26840
Q (m2 ) U * tc
do(m)
L/N(m) De(m)
0.0063 0.605
0.0110
μ （Kg/m.h）
K (kcal/ h mc)
2.88 0.532
Npr 5.40
cal / h m2oC)
DeGs
雷诺数计算 计算结果
De(m)
Gs (Kg / m2h)
0.0110
3147999
NPr
h0 (kcal/ h m2oC)
5.40
5363
q(m3 / h)
A(m2 )
u(m/h)
0.429
1.4522E-05
N Re 29572.2
85180
μ（Kg/m.h） Cp (kacl/ kg0C) Npr