基于VB技术的管壳式换热器传热计算系统开发
管壳式换热器设计及软件开发
管壳式换热器设计及软件开发本文主要介绍管壳式换热器设计及软件开发的相关知识。
对管壳式换热器的基本概念、特点及用途进行简要阐述；详细介绍了管壳式换热器的设计要点和计算方法；探讨了管壳式换热器软件开发的流程和模块功能。
关键词：管壳式换热器、设计、软件开发、计算方法、流程管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、能源等领域的传热设备，其作用是将热量从一种介质传递到另一种介质。
这种换热器的特点是结构紧凑、传热效率高、适用范围广等，因此备受。
本文将介绍管壳式换热器的设计及软件开发，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
管壳式换热器的设计是整个换热器的核心部分。
在设计过程中，需要考虑传热面积、材料选择、结构设计、防腐蚀措施等多种因素。
同时，还需要根据不同的工艺条件和实际需求进行优化，以获得最佳的传热效果和经济效益。
具体来说，管壳式换热器设计的要点包括以下几个方面：工艺计算：根据实际工艺条件，进行传热面积、流速、压力等工艺参数的计算，以确定换热器的规格和型号。
材料选择：根据实际需求和使用环境，选择合适的材料，以保证换热器的耐腐蚀、耐高温、耐高压等特性。
结构设计：根据实际工艺条件和材料特性，设计换热器的结构，以获得最佳的传热效果和机械强度。
防腐蚀措施：针对不同的工艺条件和使用环境，采取相应的防腐蚀措施，以保证换热器的使用寿命。
在管壳式换热器的软件开发方面，需要结合实际需求进行流程设计和模块开发。
一般来说，管壳式换热器软件开发的流程包括以下几个步骤：需求分析：根据实际需求，明确软件的功能和性能要求，以及用户界面设计等。
数据输入：根据需求分析结果，设计数据输入界面，以方便用户输入相关工艺参数和技术要求。
计算及优化：利用相关算法和模型，对输入数据进行计算和优化，以获得最佳的换热器设计方案。
结果输出：将计算和优化结果以图表或报告的形式输出，以便用户进行评估和选择。
用户反馈及维护：根据用户反馈，不断完善软件功能和性能，确保软件的稳定性和可靠性。
管壳式换热器热力计算软件开发
系数和各修正系数的计算参照文献 [ 7 ] 和文献
[ 8 ]。
( 4) 管 、壳侧压降的计算
①管侧压降主要由三部分构成 : 管内的压降 Δpt = 4ξt G2i L nt (μf /μw ) - 0114 / ( 2ρi gdi )
(8)
管箱处由于流体改变方向时的压降 Δpr = 4G2i nc /
(1) 换热器热力计算的基本公式
换热器热力计算的基本公式主要为传热方程
式和热平衡方程式 :
传热方程式
Q = Km AΔTm
(1)
热平衡方程式
Q = m 1 cp1 ( t′1 - t″1 ) = m 2 cp2 ( t′2 - t″2 ) ( 2) 式中 : Km 为整个换热面上的平均传热系数 , W / (m2 K) ; A 为换热器总的换热面积 , m2 ; ΔTm 为 冷热流体之间的平均温差 , K; m 1 , m 2 分别为 冷 、热流 体的 质量 流量 , kg / s; cp1 , cp2分 别 为 冷 、热流体的定压比热 , J / ( kgK) ; t′1 , t″1分 别为冷流体出 、进换热器的温度 , K; t′2 , t″2 分 别为热流体进 、出换热器的温度 , K。
( 2) 平均温差与总的传热系数的计算
平均温差采用对数平均温差计算
Δtm =ψ (Δtmax - Δtm in ) / ln (Δtmax /Δtm in ) ( 3) 总传热系数的计算
Km = 1 / ( 1 /αi + ri +δh /λh + ro + 1 /αo ) ( 4)
式中 : Δtmax , Δtm in分别为流体进口温差与出口温
差之中的大者和小者 , K; ψ为温差修正系数 ,
基于VB的化工原理传热实验CAI课件开发
基于VB的化工原理传热实验CAI课件开发作者：王兰娟郭晓燕杨杰来源：《教育教学论坛》2013年第02期摘要：采用Visual Basic开发了基于Windows平台下的化工原理传热实验仿真CAI课件，该课件具有简单的人机对话窗口，仿真过程中的关键操作步骤会自动提示学生操作；实践证明该系统能够让学生更加深刻地了解传热实验，缩短了实际操作时间，具有推广应用价值。
关键词：化工原理；实验仿真；对流传热化工原理实验是化工原理课程教学中的重要一环，属于工程实验范畴，它采用自然科学的原理和工程实验方法来解决化工及相关领域的工程实际问题。
因理论研究跟不上生产发展的速度，有些重要数据的获得依赖实验手段，如求热量传递中的传热系数等。
随着高校的扩招，部分院校在实验教学上存在实验设备、场地或经费不足等问题，使学生动手的机会少不利于加深学生对所学知识的理解和动手能力的提高。
为此我们开发了对流给热系数测定实验仿真，以便学生对实验过程获得直接的感性体验，尤其对实验步骤和操作程序产生深刻的印象。
一、仿真系统开发环境的选择早期的仿真软件大多是基于DOS操作系统，由于开发工具复杂、计算机软硬件技术不完善，致使某些化工原理实验教学软件存在容易死机，界面不友好等缺点[1]。
目前，仿真软件的开发通常有2种方式[2-4]：一是应用可视化开发语言工具如：Microsoft公司的Visual C++和Visual Basic以及Borland公司的C++Builder和Delphi等。
二是应用多媒体合成平台，如Macromedia公司的Authorware[5]等。
VB采用面向对象的程序设计方法（OOP），在整个应用程序设计完成之后，还可编译生成可执行文件（.EXE）脱离VB环境，因此本课件选用VB作为化工原理实验仿真系统软件的开发环境。
二、仿真系统的制作过程对流给热系数测定实验是用蒸汽和空气在套管换热器中逆流换热，蒸汽压力和空气流量均可调节，空气进出口温度、空气流量、蒸汽压力、蒸汽进口温度、换热器壁面温度为测量值。
基于VB的化工原理传热实验CAI课件开发
同伴之间配合 ， 传切 ， 掩护 、 策应等 。 ③采取战术的配合。 在 个 人 防 守基 础 上 ， 随 时注 意 场上 即 时发 生 的 情 况 ， 在 有 利
的时 机 与 防守 队员要 进 行 夹 击 、关 门等 联 络 性 的 防 守配 合。
【 １ 】 彭 三鹰 ， 朱越 彤 ． 现 代 篮球 运动 攻 击性 防 守综 述 Ｕ １ ＿ 天 津体 育 学 院 学报 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ０ （ １ ） ： ５ ９ － ６ １ ．
【 专题研讨 】
基于 ＶＢ 的化工 原理传热实验 Ｃ ＡＩ 课件开发
王兰娟 ， 郭 晓燕 ， 杨 杰
青岛 ２ ６ ６ ５ ５ ５ ） （ 中 国石 油大 学 （ 华 东 ） 化学 工程学 院 ， 山东
摘要： 采用 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ 开发 了基 于 Ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ 平 台下 的化 工 原理 传 热 实验 仿 真 Ｃ Ａ Ｉ 课件 ， 该课 件 具 有 简单 的 人机 对 话窗 Ｉ ２ ＂ ， 仿 真 过程 中的 关键操 作 步骤 会 自 动 提 示 学 生操作 ； 实践 证 明该 系统能 够 让 学生 更加 深 刻地 了解传 热 实验 ， 缩短 了
后卫传球的路线 ，控制对方后卫在有利的位置上发动进 攻， 还 要有 效地 限 制 向前移 动接 球 。 ② 对无 球 队员 的防守 。
防守 不 持球 的 队员 注意 队员 固定 或 移动 的位置 ， 防止 其 与
究， 与实 践应 用相 结合 ， 就显 得尤 其重 要 。
参 考 文献 ：
、
刻 都 在给 进攻 方施 以强大 的压 力 ， 攻 方 被迫 按 照 防守 的变
了篮 球 防守体 系 ， 在 实践 中显示 了强 大 的作 用 。 在我国， 研
《2024年波节管换热器设计及传热软件开发研究》范文
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，换热器作为工业生产中重要的设备之一，其性能的优化和设计的创新成为了研究的热点。
波节管换热器作为一种新型的高效换热设备，其设计及传热软件的开发研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在探讨波节管换热器的设计原理及方法，同时对传热软件的开发进行深入研究，以期为波节管换热器的优化设计和实际应用提供理论支持。
二、波节管换热器设计研究1. 设计原理波节管换热器设计的基本原理是利用波节管的特殊结构，通过改变流体的流动状态，提高换热效率。
设计过程中需考虑的主要因素包括波节管的形状、尺寸、材料以及流体的物理性质等。
设计原则包括传热效率高、结构稳定、制造成本低等。
2. 设计方法波节管换热器的设计方法主要包括理论计算、数值模拟和实验验证三个步骤。
理论计算阶段，需根据传热学原理和流体力学理论，建立数学模型，计算波节管的尺寸和形状等参数。
数值模拟阶段，利用计算流体动力学（CFD）等软件，对波节管换热器进行仿真分析，预测其性能。
实验验证阶段，通过实际制造和测试，验证设计的合理性和可靠性。
三、传热软件开发研究1. 软件需求分析传热软件的开发需满足设计人员、研究人员和实际使用者的需求。
软件应具备高效、准确、易用等特点，能实现对波节管换热器的设计、优化、模拟和测试等功能。
同时，软件还应具备友好的用户界面和强大的数据处理能力。
2. 软件功能设计传热软件的功能主要包括参数设置、模型建立、数值计算、结果分析和数据可视化等。
在参数设置方面，软件应能根据实际需求设置流体的物理性质、波节管的尺寸和形状等参数。
在模型建立方面，软件应能根据传热学原理和流体力学理论，建立准确的数学模型。
在数值计算方面，软件应采用高效的算法，实现对波节管换热器性能的快速计算。
在结果分析和数据可视化方面，软件应能对计算结果进行深入分析，并以图表等形式直观地展示出来。
3. 软件实现与测试传热软件的实现需采用先进的编程技术和算法。
《2024年波节管换热器设计及传热软件开发研究》范文
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，换热器作为热能转换的核心设备，其性能和效率直接影响到整个工业生产过程。
波节管换热器因其结构紧凑、传热效率高、抗污能力强等优点，在众多领域得到了广泛应用。
然而，其设计及传热过程的复杂性，使得传统的设计方法和软件工具已无法满足日益增长的技术需求。
因此，本文旨在研究波节管换热器的设计方法及开发新的传热软件，以提高其性能和效率。
二、波节管换热器设计研究1. 设计原理与结构特点波节管换热器是一种新型的高效换热设备，其设计原理基于流体力学和传热学理论。
其结构特点主要包括：波节管、壳体、封头、进出口管等部分。
其中，波节管是换热器的核心部分，其特殊的波形结构能够有效地增强流体的湍流程度，从而提高传热效率。
2. 设计方法与流程波节管换热器的设计过程需要综合考虑多种因素，包括工艺要求、材料性能、制造工艺等。
设计方法主要包括理论计算、数值模拟和实验验证三个步骤。
首先，根据工艺要求进行理论计算，确定换热器的初步结构参数；然后，利用数值模拟软件对换热器进行流场和温度场分析，优化结构参数；最后，通过实验验证数值模拟结果的准确性，进一步优化设计。
三、传热软件开发研究1. 软件需求分析为了满足波节管换热器设计的需要，开发一款新的传热软件势在必行。
该软件需要具备以下功能：能够进行流场和温度场的数值模拟、能够优化换热器结构参数、能够提供直观的结果展示和数据分析等。
2. 软件设计与实现根据需求分析，我们设计了一款基于计算机辅助设计（CAD）和计算流体动力学（CFD）技术的传热软件。
该软件采用模块化设计，包括前处理模块、求解模块和后处理模块。
前处理模块主要用于建立换热器的几何模型和物理模型，求解模块利用CFD技术进行流场和温度场的数值模拟，后处理模块用于结果展示和数据分析。
3. 软件应用与验证为了验证软件的准确性和可靠性，我们将其应用于实际工程项目的波节管换热器设计。
管壳式换热器设计计算用matlab源代码
%物性参数% 有机液体取69度p1=997;cp1=2220;mu1=0.0006;num1=0.16;% 水取30度p2=995.7;mu2=0.0008;cp2=4174;num2=0.62;%操作参数% 有机物qm1=18;%-----------有机物流量--------------dt1=78;dt2=60;% 水t1=23;t2=37;%----------自选-----------%系标准选择dd=0.4;%内径ntc=15;%中心排管数dn=2;%管程数n=164;%管数dd0=0.002;%管粗d0=0.019;%管外径l=0.025;%管心距dl=3;%换热管长度s=0.0145;%管程流通面积da=28.4;%换热面积fie=0.98;%温差修正系数----------根据R和P查表------------ B=0.4;%挡板间距-----------------自选--------------%预选计算dq=qm1*cp1*(dt1-dt2);dtm=((dt1-t2)-(dt2-t1))/(log((dt1-t2)/(dt2-t1)));R=(dt1-dt2)/(t2-t1);P=(t2-t1)/(dt1-t1);%管程流速qm2=dq/cp2/(t2-t1);ui=qm2/(s*p2);%管程给热系数计算rei=(d0-2*dd0)*ui*p2/mu2;pri=cp2*mu2/num2;ai=0.023*(num2/(d0-2*dd0))*rei^0.8*pri^0.4;%管壳给热系数计算%采用正三角形排列Apie=B*dd*(1-d0/l);%最大截流面积u0=qm1/p1/Apie;de=4*(sqrt(3)/2*l^2-pi/4*d0^2)/(pi*d0);%当量直径re0=de*u0*p1/mu1;pr0=cp1*mu1/num1;if re0>=2000a0=0.36*re0^0.55*pr0^(1/3)*0.95*num1/de;elsea0=0.5*re0^0.507*pr0^(1/3)*0.95*num1/de;end%K计算K=1/(1/ai*d0/(d0-2*dd0)+1/a0+2.6*10^(-5)+3.4*10^-5+dd0/45.4);%AAj=dq/(K*dtm*fie);disp('K=')disp(K);disp('A/A计=');disp(da/Aj);%计算管程压降ed=0.00001/(d0-2*dd0);num=0.008;err=100;for i=0:5000err=1/sqrt(num)-1.74+2*log(2*ed+18.7/(rei*sqrt(num)))/log(10);berr=err/(1/sqrt(num));if berr<0.01break;elsenum=num+num*0.01;i=0;endendft=1.5;dpt=(num*dl/(d0-2*dd0)+3)*ft*dn*p2*ui^2/2;%计算管壳压降f0=5*re0^(-0.228);F=0.5;fs=1.15;nb=dl/B-1;dps=(F*f0*ntc*(nb+1)+nb*(3.5-2*B/dd))*fs*p1*u0^2/2;disp('dpt=');disp(dpt/10^6);disp('dps=');disp(dps/10^6);disp('u0=')disp(u0);disp('ui=')disp(ui);function [numda,berr]=NumdaJS(num0,re,ed)%num0为初设摩擦系数值，re为雷诺数，ed为相对粗糙度numda=num0;berr=100;%相对误差，初始为100while (berr>0.001)%当相对误差小于0.1%停止计算numda=numda+0.000001;%修改摩擦系数值err=1/sqrt(numda)-1.74+2*log(2*ed+18.7/(re*sqrt(numda)))/log(10);%计算误差berr=err/(1/sqrt(numda));%计算相对误差end。
用VB和SolidWorks实现列管式换热器的设计
"#$%8 /056(15 &’1’
在主界面中 # 用户可点击 $ 清空 $ 按钮 # 将数据完 全清空 #再重新输入新数据 # 并选择工艺条件进行下 一次计算 $ 计算完毕后 # 用户点击 $ 退出 $ 按钮 # 退出 本程序 $
! 软件的验证
下面 # 从文献 +,- 中引用工艺设计数据与程序的 运行结果比较见表 !$ 由表 ! 可知 # 计算机软件与文献所计算的结果 有一定偏差 # 但在一定误差范围内 # 符合工艺要求 $ 出现偏差的原因是 %文献中的结果是人工计算 # 过程 中存在中间结果舍入 # 数据精确性较差 & 而软件中是
பைடு நூலகம்
B,;3T) "- ‘CJC6(& a,(2 Ub0<()T,& J: c3;C(6 P(;30 ()* L"63*_"&d;
ea7[\ S3CI63X Lf[\ W")TI<C3X B7[\ H3("I,"g7[ H3)I4<, #L/89,959* &( G*9-’’510: ./0,/**1,/02 h,M-/ 6/,7*18,9: &( T1$%,9*$951* -/@ 3*$%/&’&0:2 h,M-/ =!>>\\$&’()*% ."#$%&’$! 3%* @*8,0/ +*9%&@ &( 8915$951*@ 8&(9K-1* -/@ A1,/$,A’* &( +&@5’-1,4*@ A1&01-+ K*1* ,/91&@5$*@2 C-8*@ &/ 9%* @*8,0/ $-’$5’-9,&/ &( %*-9 *H$%-/0*1I 3%* 8&(9K-1* &( %*-9 *H$%-/0*1 @*8,0/ 9&&e G,$1&8&(9 i,85-’ U-8,$YI> ’-/05-0* -8 9%* A’-9(&1+I L9 K-8 A1&7,@*@ K,9% 9%* 9%1** @,+*/8,&/-’ 8915$951* &( %*-9 *H$%-/0*1I _*8,0/ @-9- K-8 8-7*@ -8 (,’* &( .H$*’ 8%**9I L9 ,8 $&/7*/,*/9 9& 8*95A 9%* 8&(9K-1* K,9% 9%* (1,*/@’: ,/9*1(-$*I 3%* 1*85’98 &( 8&(9K-1* -1* -$$51-9* -/@ 1-9,&/-’+ ()*+,%-# ! %*-9 *H$%-/0*12 8&(9K-1* @*7*’&A+*/92 i,85-’ U-8,$ YI> !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
基于VB的CATIA二次开发在板翅式换热器设计中的应用
河南科技Henan Science and Technology 信息技术总779期第九期2022年5月基于VB的CATIA二次开发在板翅式换热器设计中的应用徐振东王二强（新乡航空工业（集团）有限公司，河南新乡453049）摘要：针对板翅式换热器结构复杂、设计周期长的问题，本研究提出了一种结合CATIA软件进行二次开发板的翅式换热器参数化建模。
首先利用Microsoft Visual Basic开发工具自带的控件库对板翅式换热器计算求解的界面进行设计，其次根据板翅式换热器性能计算求解过程来编写程序代码，然后建立VB和CATIA的连接，对CATIA API进行调用和处理，最终实现板翅式换热器的热力计算、三维模型创建和计算结果的数据存储等功能。
试验结果表明，所开发的软件可实现不同系列板翅式换热器的快速设计，大幅降低技术人员的设计周期，提高设计效率。
关键词：板翅式换热器；CATIA；VB中图分类号：TK172；TP311.52文献标志码：A文章编号：1003-5168（2022）9-0019-05 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.09.003Application of Auxiliary Development Program for Plate-Fin HeatExchanger Based on CATIA and VBXU Zhendong WANG Erqiang(AVIC Xinxiang Aviation Industry(Group)Co.,Ltd.,Xinxiang453049,China)Abstract:Aiming at the problems of complex structure and long design period of plate-fin heat exchanger, this study proposesa parametric modeling of plate-fin heat exchanger combined with the secondary de⁃velopment of CATIA software was proposed.Firstly,the interface design of the calculation and solution of the plate-fin heat exchanger is carried out by using the control library that comes with the Microsoft Vi⁃sual Basic program development tool.Secondly,the program code is written according to the calculation and solution process of the plate-fin heat exchanger,then establish the connection between VB and CATIA to call and process the CATIA API.Finally,the functions of thermal calculation,3D model cre⁃ation and data storage of calculation results of plate-fin heat exchangers are realized.The results show that the developed software can realize the rapid design of different series of plate-fin heat exchangers, greatly reduce the design cycle of technicians,and improve the design efficiencyKeywords:plate-fin heat exchanger;CATIA;VB0引言板翅式换热器具有传热效率高、结构紧凑、可靠性高等优点，被广泛应用于航空航天领域。
基于仿真软件的管罩式热交换器传热与流动特性研究
基于仿真软件的管罩式热交换器传热与流动特性研究管罩式热交换器是一种常见的热交换设备，具有结构紧凑、传热效果好等优点，在许多工业领域得到广泛应用。
而研究基于仿真软件的管罩式热交换器的传热与流动特性，可以为该设备的设计和优化提供重要参考。
本文将针对这一任务名称，从传热与流动两个方面展开研究，探讨仿真软件在管罩式热交换器研究中的应用。
管罩式热交换器的传热特性是其重要的研究内容之一。
仿真软件可以通过建立数学模型和求解传热方程，对管罩式热交换器的传热过程进行模拟和分析。
在传热特性研究中，可以通过仿真软件对不同操作条件下的传热效果进行评估。
例如，在不同的流量、温度和压降条件下，可以模拟流体在热交换器内部的流动和传热过程，计算出热交换器的传热系数、传热效率等参数。
通过对比和分析这些参数的变化规律，可以得出管罩式热交换器的传热特性。
此外，仿真软件还可以通过优化算法和参数敏感性分析等方法，对热交换器的设计进行改进和优化，提高传热效率。
对于管罩式热交换器的流动特性研究，仿真软件可以模拟和分析流体在热交换器内的流动情况。
在流动特性研究中，可以通过仿真软件对不同的流体流动模式进行模拟和分析。
例如，可以模拟并分析单相流、两相流以及多相流等流动模式。
通过仿真软件模拟流体在热交换器内的流动特性，可以计算流体的速度、压力和流速分布等参数。
通过对这些参数的分析，可以了解管罩式热交换器内部的流动情况，为热交换器的设计和优化提供依据。
基于仿真软件的管罩式热交换器的传热与流动特性研究不仅可以提供设计和优化的依据，还可以帮助工程师预测热交换器在实际运行时的性能。
仿真软件可以模拟并优化热交换器在实际工况下的传热和流动特性，提前发现潜在的问题并进行改进。
而传统的实验研究需要耗费大量的时间和资源，而且往往无法对所有的工作条件进行全面的研究和分析。
因此，基于仿真软件的研究方法可以提高研究的效率和准确性。
然而，基于仿真软件的管罩式热交换器传热与流动特性研究也存在一定的限制和挑战。
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文章编号: 1004-4639(2007)01-0032-04基于VB 技术的管壳式换热器传热计算系统开发马月月, 金 文(沈阳化工学院机械工程学院,辽宁沈阳110142)摘 要: 提出一种用VB 技术开发管壳式换热器传热计算系统的方法.利用VB 技术中简便的对话框生成手段及其良好的菜单定制功能,将繁杂的管壳式换热器的传热工艺计算过程转换到具有友好界面的对话框中.相关工艺数据表用数组方式存储,通过插值法由程序自动读取,进一步提高计算效率.通过具体工程实例,说明VB 技术在传热计算中的应用.结果表明利用该方法可快速、精确计算换热器的各种参数.对换热器及其它领域的工艺计算开发具有一定指导意义.关键词: VB ; 换热器; 传热计算中图分类号: TP391.2 文献标识码: A收稿日期: 2006-03-15作者简介: 马月月(1982-),女,黑龙江兰西人,硕士研究生在读,主要从事压力容器计算机辅助设计. 管壳式换热器的设计主要包括结构设计、传热设计计算、流体阻力设计计算、强度设计计算及绘图5大部分内容.在实际设计中,每部分内容并不孤立存在,而是在计算中互相交叉、不断调整,但每部分内容又有相对的独立性,可以分部分进行设计.管壳式换热器中的传热设计包括与传热有关的结构设计、传热计算两部分.与传热有关的结构设计主要涉及流体流动空间的确定、换热管的布管方式、折流杆的形式与布置等;其传热计算是根据能量衡算及传热过程速率方程进行.由于换热器设计项目中有很多内容是互相关联的,如要确定传热面积,就需要知道传热系数,求传热系数又要确定换热器的结构尺寸,而结构尺寸的确定又需要知道传热面积,故传热设计通常是一系列的试算过程.若用手工计算,即使有经验的设计人员也要花费很多时间和精力,才能得到一个合理的换热器结构型式,其间需作大量重复试算,且容易出错,无法满足用户的需求.计算机的广泛应用解决了这一难题,使换热器的计算及选型方便、快捷.1 换热器传热计算系统1.1 系统开发思想 程序框图如图1所示.输入:工艺参数计算定性温度,确定物理常数假设总传热系数K 0计算有效平均温差Δt m计算传热量Q计算被加热水流量W 2计算加热水流量W 1计算传热膜系数管程传热膜系数h 壳程传热膜系数h 0计算总传热系数K 1输出计算结果结束图1 换热器热力计算程序框图换热器的工艺计算包含许多内容[1-2].在第21卷 第1期沈 阳 化 工 学 院 学 报Vol.21 No.12007.3JOURNAL OF SHEN YAN G INSTITU TE OF CHEMICAL TECHNOLO GYMar.2007每部分计算时,又分成许多小部分,在系统开发中可对其进行分类,将系统分成若干具有某类计算功能的子系统,并可对子系统再细分成若干个功能模块,以完成计算中某一独立特殊计算,使系统结构清晰,独立性强,便于程序编辑、调试和管理.1.2 算法原理插值法是计算数学中最基本和最常用的手段,是函数逼近理论中的重要方法.利用它,可通过函数在有限个点处的取值情况,估算该函数在别处的值,即通过有限数据,得出完整的数学描述.插值法之一的一元全区间不等距插值是给定n个不等距节点x i(i=0,1,…,n-1)上的函数值y i=f(x i),用拉格朗日(Lagrange)插值公式,计算指定插值点t处的函数近似值z= f(t)[3-4].2 VB技术在传热计算中的应用实例现以一具体工程实例,说明VB技术在传热计算中的应用.例:某电厂用波节管加热器一台.管侧被加热水流量900t/h,管侧水入口温度43℃,管侧水出口温度60℃,管侧入口水压力0.62MPa.壳侧加热蒸汽量24t/h,壳侧入口蒸汽温度270℃,壳侧出口疏水温度小于80℃,壳侧蒸汽压力1.08MPa.加热器单流程,试选型.2.1 收集原始数据在传热计算前,要根据设计条件收集、查取相关数据图表,得到相应的流体物性等数据.这些数据需经计算,才能得到非特殊计算点(温度或压力点)所对应的值,手工计算效率低.因此,利用VB技术编制成Lagrange基本插值函数系列,对《锅炉计算手册》(上)第二章中基础数据常用各表依次调用基本插值函数,即可由输入的一个温度值(或压力值)自动地输出所需物性参数.2.2 对话框的制作及应用对话框的制作包括菜单制作、界面设计、编程3部分.菜单制作是为方便各相应阶段得出结果.编制成:下拉菜单→计算各区域结果(主菜单)→计算管程、壳程平均温度(B区)、中间部分结果(C 区)、管程部分结果(F区)、壳程部分结果(G区) 4个子菜单.本例中,由热平衡计算,换热器分为过热段、冷凝段、过冷段,分别算出各段进出口温度,从而得出各段平均温差;此时初选各段传热系数、初算传热总面积、初定结构.这些计算以及其后的试算均可利用对话框进行反复试算,直至达到满意结果.现仅以冷凝段说明其界面设计操作及编程.图2是换热器冷凝段传热计算对话框图.界面包含管、壳程物性参数(A区)、管程、壳程平均温度部分(B区)、中间部分结果(C区)、初定传热面积F0区域(D区)、初选结构(框图中部)以及E区、管程部分结果(F区)、壳程部分结果(G 区)以及校验K和结论8个区域.传热计算过程,即为执行此框图过程.具体操作为:调用并打开此文件,出现图2所示框图,框图中A区为具体输入区,输入已给定(或已算出)的管壳流量(热平衡计算),管程进口、出口温度,壳程进口、出口温度,点击下拉菜单→计算各区域结果→计算壳程、管程平均温度(B区),B 区分别显示出两温度值,此例中管程平均温度是52.4℃,壳程平均温度是188℃.此时调用Lagrange基本插值函数,即输入52.4℃、188℃后,自动得到所需物性参数比热、密度、导热系数等,据此填入A区中相应各项;A区中管程数nt=1,已给定,壳程、管程污垢热阻查相应数据文件填入,至此A区部分完成;再点击下拉菜单→计算各区域结果→中间部分结果(C区),则C区数据自动显示;D区为试算区域,由经验数据表给定的范围,初选一传热系数(本例K0初选1700),单击“初定传热面积F0为(m2)”按钮,显示其值,再选F0(总)为130(注:包括过热段、过冷段);结构初选段也是试算段,本例初选取直径32x25的换热管,管长6m,管间距40 mm,输入数据后,单击“则总管数Nt:”按钮,取整216根,单击“采用正三角排列,Nc为:”按钮,取整Nc为17;在E区,单击“则壳体内径Di为(m):”按钮,对其值加裕量后取700mm,此时整个框图只剩下“F区、G区、校验K及结论”这3 第1期 马月月,等:基于VB技术的管壳式换热器传热计算系统开发33个区,点击下拉菜单→(F 区)、→(G 区)2个相应子菜单项,这三个区就分别自动显示其结果.本例校验K 值时,K/K 0=1.12183,符合换热器K/K 0在1.1～1.2要求,则试选结构合理.即可选用结论所示的结构.再试算其它各段,完成换热器选型.图2 换热器冷凝段传热计算框图 编程部分是将换热器中传热计算、结构设计所需的公式编入相应各计算段.相应程序框图如图1.由于篇幅所限,程序不予列出.3 结 论用VB 编制的计算程序及对话框用于换热器传热计算,在试算中,改变其中某一参数,可立刻得到计算结果.且其界面友好、易用,经与手工试算比较,验证其具有较高的可信度,是经得起实践推敲的.通过此思路,可完善换热器中其它设计及计算.实用效果好,能满足用户对设计的快速、准确的要求.参考文献:[1] 金志浩,龚斌,金文,等.管壳式换热器原理与设计[M ].沈阳:辽宁科学技术出版社,2001:43-51.[2] 李军.用EXCEL 2000计算分析壳管式换热器[J ].制冷与空调,2001,1(2):16-22.[3] 周长发.科学与工程数值算法(Visual Basic 版)[M ].北京:清华大学出版社,2002:55-57.[4] 宋贵良.锅炉计算手册(上册)[M ].沈阳:辽宁科学技术出版社,1995:130-135. 34 沈 阳 化 工 学 院 学 报 2007年Development of Thermal Calculation System forHeat Exchanger Based on VBMA Yue 2yue , J IN Wen(Shenyang Institute of Chemical Technology ,Shenyang 110142,China )Abstract : The method of thermal calculation in the tubular heat exchanger design was introduced ,based on Visual Basic (VB )technique .The complex thermal calculation can be completed in the friendly calculating system with the help of the menu customization technique and the dialogue box technique.The related data are stored in dimension style and read by the program when calculating ,making the cal 2culation more efficient.The method of thermal calculation in the heat exchanger design based on Visual Basic (VB )technique was illustrated by an engineering example.It has proved that the method can fig 2ure out various parameters and analyze their effects on heat exchanger quickly and accurately.It has cer 2tain guiding meaning to the development of other process calculation in the heat exchanger or other fields.Key words : VB ; heat exchanger ; thermal calculation (上接第31页)[3] G B15121999.管壳式换热器[S].北京:国家质量技术监督局,2000:25-175.[4] Os Weiler F.Evolution and Synthesis of E ffectiveConstants Concept for Design of Tubesheets[J ].Jour 2nal of Pressure Vessel Technology ,1989,57(3):209-217.[5] 薛明德,黄克智.中国管板设计方法的研究进展[J ].压力容器,1991,8(5):73-79.Application of H omogenization Theory inStudy on Tube 2SheetJ IN Zhi 2hao , GUO Wei(Shenyang Institute of Chemical Technology ,Shenyang 110142,China )Abstract : Based on the homogenization theory and finite element method ,factors influencing the per 2formance of heat exchanger ’s tube 2sheet structure were discussed.In ANSYS sorting hypothesis compari 2son ,we considered the four kinds of factors on equivalent elastic constants ,such as the rate of pitch of the holes pattern ,strengthen of the tube ,tube 2sheet thickness ,tube thickness etc.and compared the results with the effective elastic constants used by ASM E.The results showed that using homogenization theory to calculate equivalent elastic constants was feasible ,and it offered the reference of heat 2exchanger strength design.Key words : tube 2sheet ; equivalent elastic constants ; homogenization ; finite element method 第1期 马月月,等:基于VB 技术的管壳式换热器传热计算系统开发35。