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。
板式换热器计算范文
板式换热器计算范文板式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于各种工业领域，特别是在化工、冶金、电力、石油和制药等行业中。
其主要功能是将一种介质的热量传递给另一种介质，实现能量的转换。
本文将介绍板式换热器的基本原理、计算方法和设计要点。
一、板式换热器的基本原理板式换热器由多个平行排列的金属板组成，通过板与板之间的波纹增加热传导面积，从而提高换热效率。
介质1通过间隔板的一侧流动，介质2通过另一侧流动，两种介质之间通过金属板进行热量传递。
换热过程中介质1和介质2不直接接触，通过热传导实现能量的转移。
二、板式换热器的计算方法1.换热面积计算：换热面积是板式换热器的重要参数，决定了换热器的换热效率。
换热面积的计算公式为：A=N*b*L其中，A为换热面积，N为板子的个数，b为板子的宽度，L为板子的有效长度。
2.热传导计算：热传导是介质1和介质2之间热量传递的主要方式。
在换热过程中，通过热传导方程计算介质的传热速率：q=k*A*(T1-T2)/d其中，q为传热速率，k为传热系数，A为换热面积，T1为介质1的温度，T2为介质2的温度，d为板子的厚度。
3.流体阻力计算：流体阻力是介质在板子之间流动时受到的阻碍。
流体阻力的计算公式为：ΔP=2*(F1-F2)/(ρ*V^2)其中，ΔP为流体压降，F1和F2为两侧流体的阻力，ρ为流体密度，V为流体的平均流速。
三、板式换热器的设计要点1.板材选择：板式换热器的板材应具有良好的导热性能和耐腐蚀性，常见的材料有不锈钢、钛合金、镍合金等。
2.特殊设计要点：在一些特殊工况下，需要采取一些特殊的设计措施。
例如，在液体中含有颗粒物的情况下，可以在板片表面采用翅片结构，增加换热面积；在一些高温、腐蚀性强的介质中，可以在板片表面覆盖一层陶瓷涂层，增加板片的耐用程度。
3.清洗和维护：板式换热器在使用一段时间后，可能会出现堵塞、结垢等问题，需要进行清洗和维护。
常用的清洗方法有化学清洗和机械清洗，根据具体情况选择合适的清洗方式。
板式换热器的计算方法
可编写可改正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，当前比较流行的方法是对数均匀温差法和 NTU法。
在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采纳计算参数近似估量和流速 - 总传热系数曲线估量方法。
当前，愈来愈多的厂家采纳计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、正确。
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系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一定的：总传热量 ( 单位 :kW).一次侧、二次侧的出入口温度一次侧、二次侧的同意压力降最高工作温度最大工作压力假如已知传热介质的流量，比热容以及出入口的温度差，总传热量即可计算得出。
温度T1 = 热侧入口温度 * A3 F7 y& G7 S+ QT2 = 热侧出口温度 3 s' _% s5 s. T" D0 q4 bt1 =冷侧入口温度& L8 ~: |; B: t2 M2 w$ zt2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反应两流体在换热过程中温度变化的互相关系，在换热器保温优秀，无热损失的状况下，关于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： 0 B N/ I" A+ m0 z' H9 ~（热流体放出的热流量）=（冷流体汲取的热流量）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差异。
（1）无相变化传热过程式中Q---- 冷流体汲取或热流体放出的热流量，W；# Q/ p3 p: I4 ~0 N' I) Wmh,mc----- 热、冷流体的质量流量，kg/s ；+ Z: I9 b- h9 h" r3 P) {/ ^Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg ·K) ；6 L8 t6 b3 o& m/ nT1,t1 ------热、冷流体的入口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。
板式换热器计算及公式
对流换热系数
W/ m2℃
f
单通道截面积
m2
ν
运动粘度
m2/s
λ
介质导热系数
W/ m℃
Δp
阻力损失
Mpa
Eu
Eu =Δp/ρ. W2
无量纲
Re
雷诺数Re=W．de /ν
无量纲
de
当量直径
m
Nu
Nu =de．α / γ
无量纲
Pr
普朗特数
λ0
板片导热系数
W/ m℃
t
板厚
m
β
修正系数
h、c
热、冷介质角标
γP
板式换热器选型计算的方法及公式
(1)求热负荷Q
Q=G．ρ．ＣP．Δt
(2)求冷热流体进出口温度
t2=t1+Q/G．ρ．ＣP
(3)冷热流体流量
Ｇ=Q/ρ．ＣP．(t2-t1
(4)求平均温度差Δtm
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2
Δp= Eu．ρ．W2．ф
(14)若Δp＞Δ允，做（８）；
若Δp≤Δ允，记录结果 ，做（８）。
注:1．（1）、（2）、（3）根据已知条件的情况进行计算。
2．当T1-t2=T2-t1时采用Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2
3．修正系数β一般0.7～0.9。
4．压降修正系数ф，单流程ф度=1～1.2 ，二流程、三流程ф=1.8～2.0，四流程ф=2.6～2.8。
(5)选择板型
若所有的板型选择完，则进行结果分析。
(6)由Ｋ值范围，计算板片数范围Ｎmin，Ｎmax
板式换热器换热系数
板式换热器换热系数介绍板式换热器是一种重要的换热设备，广泛应用于化工、电力、制药等工业领域。
换热系数是评价板式换热器性能的重要指标之一。
本文将深入探讨板式换热器换热系数的计算方法、影响因素以及提高换热系数的方法。
计算方法不同类型板式换热器的换热系数计算方法根据板式换热器的结构和流体流动方式的不同，换热系数的计算方法也有所差异。
常见的板式换热器类型包括平行流板式换热器、逆流板式换热器和交叉流板式换热器。
1.平行流板式换热器的换热系数计算方法：•定义板间热负荷(Q)：单位面积内热量传递。
•定义温差(Tm)：热传递的平均温差。
•定义有效传热面积(A)：流体通过的板片的有效面积。
•换热系数(h) = Q / (Tm * A)。
2.逆流板式换热器的换热系数计算方法：•定义板间热负荷(Q)：单位面积内热量传递。
•定义温差(Tm)：热传递的平均温差。
•定义有效传热面积(A)：流体通过的板片的有效面积。
•定义表面增强系数(F)：逆流条件下，由于流体流动变化引起的传热增强。
•换热系数(h) = Q / (Tm * A * F)。
3.交叉流板式换热器的换热系数计算方法：•定义板间热负荷(Q)：单位面积内热量传递。
•定义温差(Tm)：热传递的平均温差。
•定义流体对数平均温差(ΔTlm)：分别计算两侧温差的对数平均值，然后求其差值。
•定义有效传热面积(A)：流体通过的板片的有效面积。
•定义热传导效率(ε)：流体流动情况下温度的梯度与无流动情况下温度的梯度之比。
•换热系数(h) = Q / (ΔTlm * A * ε)。
常用换热系数计算公式1.传热分析法：–Nu = hD / λ–Nu为Nusselt数，h为换热系数，D为换热器特征尺寸，λ为流体的热导率。
2.艾恩斯公式：–Nu = hD / λ = aRe nPr m–Re为雷诺数，Pr为普朗特数，a、n、m为实验确定的系数。
影响因素板式换热器的换热系数受到多种因素的影响，包括流体性质、流体流速、换热器结构等。
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。
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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。
(a)传热实际情况
(b)冷流体C pc m c相对小的理论极(c)热流体C pc m c相对小的理论极
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
对于冷流体：
多个换热器串联
传热单元数物理意义：
全部温差变化相当于多少平均，NTU数值上表示单位传热推动力引起的温度变化；表明了换热器传热
能力的强弱。
限情况限情况
将换热器实际热流量Q与其无限大传热面积时的最大可能传热量Qmax之比，称为换热器的传热效率ε。
逆流
当较小时
当较小时
并流
其温度变化最大的依然是热容量流率较小的流体，最大可能的传热温差仍为T1-t1。
故具有相同的传热效率定义式。
传热效率与传热单元数的关系
换热器中传热效率与传热单元数的关系可根据热流量衡
算及传热速率方程导出。
热容量流率比
整理
不同流型，不同结构，则关系不同。
在传热单元数相同时，逆流时换热器的传热效率总是大于
并流时。
已知R和NTU，可求得，进而求和，可避免试差
计算。