翅片套铜管式换热器换热面积自动计算
举例说明翅片管换热器换热面积的计算方式
举例说明翅片管换热器换热面积的计算方式
翅片管的传热原理用普通的圆管(光管)组成的热交换器，在很多情况下，管外流体和管内流体对管壁的换热系数是不一样的。
所谓换热系数，是指单位换热面积，单位温差(流体与壁面之间的温差)时的换热量，它代表流体和壁面之间的换热能力的大小。
翅片管换热器的设计工艺中，一台翅片管的换热面积就是每根翅片管换热面积的总和。
知道了翅片管的换热面积，就能有效的清楚每台翅片管换热器的换热面积为多少。
举例说明翅片管换热器换热面积的计算方式：
翅片管型号为：CPG (Φ25×2mm/57/2.8/0.35) 求每米翅片管的换热面积？
解答：
翅片管换热器的总面积等于翅片管的裸露部分面积+翅片面积
翅片管裸露部分面积=3.14X0.026X(1000—(1000/2.8)X0.35)=0.071435㎡
翅片部分的面积=3.14X(0.0285?-0.013?)X357X2+3.14X0.057X0.125=1.4645125㎡
翅片管总的换热面积=0.071435+1.4645125=1.536㎡/m.
即该型号翅片管的换热面积为1.536㎡/米。
水在壁面上凝结时的换热系数为： 10000—20000 w/(m2.℃)
水在壁面上沸腾时的换热系数为： 5000----10000 ------
水流经壁面时的换热系数大约为： 2000---10000 ------
空气或烟气流经壁面时的换热系数为： 20---80 --- ---
空气自然对流时的换热系数只有： 5---10 -------
由此可见，流体与壁面之间的换热能力的大小相差是很悬殊的。
机房空调换热器设计计算
机房空调换热器设计计算
已知条件：
冷却媒介为纯水，冷却对象为湿空气。
换热器为套片式管翅式换热器，铜管选为内螺纹铜管，翅片选为平片开窗片。
设计换热能力Q=40kw ，管程水进口t 1=12℃，管程水出口t 2=17℃；
壳程进口空气t 3=23℃，湿度φ=50%，风量H=12000m 3/h=3.33m 3/s 。
换热形式为交叉换热。
箱体尺寸，长2000mm ，宽600mm ，深300mm 。
纯水的c=4.2×103J/（kg.K ）
试计算换热面积、换热器形式等。
计算步骤：
管程换热温差为△t=t 2-t 1=5℃；
根据公式Q=mc △t 得m 水=)
12(t t c Q =1.9kg/s ； 查得
通过查得壳程进口比焓值h 1=45.476kj/kg 。
比容c=0.825m 3/kg
则壳程空气质量流量为m 空=C
H =3.3/0.825=4.04kg/s ； 根据公式Q=m （h1-h2）得h 2=h 1-空
m Q =45.476-40/4.04=45.476-9.9=35.576kj/kg 假定出口干球为t 2=19℃，则通过出口焓值查的出口状态参数如下：
出口相对湿度47.1%，干球19℃
则对数平均换热温差△t /=。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算
一、热量计算
1、一般式
Q=W h（H h,1- H h,2）= W c（H c,2- H c,1）
式中：
Q为换热器的热负荷，kj/h或kw；
W为流体的质量流量，kg/h；
H为单位质量流体的焓，kj/kg；
下标c和h分别表示冷流体和热流体，下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化
Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)
式中：
c p为流体平均定压比热容，kj/(kg.℃)；
T为热流体的温度，℃；
T为冷流体的温度，℃。
二、面积计算
1、总传热系数K
管壳式换热器中的K值如下表：
注：
1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h
1kcal=4.18kj
2、温差
（1）逆流
热流体温度T：T1→T2
冷流体温度t：t2←t1
温差△t：△t1→△t2
△t m=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）（2）并流
热流体温度T：T1→T2
冷流体温度t：t1→t2
温差△t：△t2→△t1
△t m=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）
3、面积计算
S=Q/(K. △t m)
三、管壳式换热器面积计算
S=3.14ndL
其中，S为传热面积m2、n为管束的管数、d为管径，m；L为管长，m。
四、注意事项
冷凝段：潜热（根据汽化热计算）
冷却段：显热（根据比热容计算）
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。
翅片式换热器计算
3.25 m/s 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925 m^3/s 3670.173 m^3/h 17.10596081
换热量的计算 风侧换热量
求解tw 47.7
66.53893573 248.5431069 10.78591376 239.4472855
1948.854032
内螺纹修正系数
固定参数 固定参数 固定参数
总的换热量
假定
222.6884456 2.038985
风侧换热量
cp(kJ/(kg*K)) 1.005 1.005
λ×102(W/(m*K)) 2.67 2.76
设计基本参数 冷凝温度
盘管基本参数 管排数 每排管的管数量 每英寸的翅片数量 每根铜管的长度
换热器结构计算 传热管直径do 传热管壁厚δ 流动方向管间距s1 排间距s2 片厚δ 翅片间距Sf 翅片根部外沿直径db 每米翅片侧外表面积af 每米翅片间基管外表面积ab 每米翅片侧总表面积aof 铜管内径di 每米长管内面积ai 每米长管外面积ao 每米管平均直径处的表面积 肋化系数τ 肋通系数α 迎风风速w 净面比ε 最窄截面风速Wmax 空气侧表面传热系数 沿气流方向翅片长度b 当量直径de 雷诺系数Re b/de A c n m α0
C m ψ n λ α0
50 ℃
9 rows 19 条 13 FIN 0.65 m
0.009525 m 0.00035 m 0.0254 m 0.02200 m 0.000115 m 0.00195 m 0.009755 m 0.495457975 m^2 0.02882783 m^2 0.524285806 m^2 0.008825 m 0.027724555 m^2 0.0306307 m^2 0.0291706 18.91052215 20.64117345
翅片式换热器计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ凝器进出口空气参数 Q0 系数φ0 Qk 室外干球温度ta1 进出口温差 出风温度ta2
空气平均温度
对数平均温差θm 比热容Cpa 运动粘度ν 热导率 密度ρ 冷凝器外表面效率 铝翅片热导率 肋片当量高度h 翅片特性参数m 翅片效率ηf 冷凝器外表面效率ηo 管内换热系数 物性集合系数B 传热系数 总传热系数 r0 rb 铜管导热率 第一系数 第二系数 第三系数 Ko 传热面积Aof 换热量
0.31369 m^2 197.9734073
3.25 m/s 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925 m^3/s 3670.173 m^3/h 17.10596081
换热量的计算 风侧换热量
a*106(m2/s) 22.9 24.3
μ*106(kg/(m*s)) 18.6 19.1
ν*106(m2/s) 16
16.96
Pr
0.701 0.699
计算风速 迎风面积 翅片宽度b 假定风速 35度时空气密度ρa 最窄截面风速Wmax ρa*Wmax (ρa*Wmax)1.7 最窄截面当量直径 静压 单片盘管单元的风量 风机风量 校核气温差
15 1.318 19.77
35 ℃ 19 ℃ 16 ℃ 25.5 ℃ -23.22 ℃ 1.005 0.000015568 0.026295 1.1465
3.25 m/s 0.579691433 5.606430964 m/s
0.197973407 m 0.003290895 m 1185.134493 60.15792878 0.010278544 1.075567722 0.84704233 -0.185189241 16.60481175 21.91835151
管带式换热器面积计算
（mm） （mm） 孔高
25
翅片数
翅片面积 2200 104786000
翅片面积 104760957
单根铜管表面积 32882.08
铜管表面积 5787246.08
总面积（平方米） 110.5482031
厚度
271 264.95
翻边厚度 100
176
单根铜管表面积
铜管外径 铜管长度
圆周率
9.52
1100.00
3.14
铜管表面积
单根铜管 每排铜管根数 铜管总数
32882.08
44
176
总换热面积
翅片面积 铜管表面积 总换热面积
104760957 5787246.08
110548203.1
111
Hale Waihona Puke 总片数总长L= 总高H= 每排铜管数
2200
1100.00 1100 44
排数= 片间距
4 2.00
（排） （mm）
每排管翅片宽度 21.65 （mm）
翅片片数
总长L
片间距
片数
1100.00
2.00
550
翅片宽度 翅片长度
单片翅片表面积
翅片面积（不去除铜管）
21.65
1100
47630
翅片面积（去除铜管）
翅片面积 铜管截面积 铜管总根数
104786000 71.144864
翅片套铜管式换热器换热面积自动计算
直管壁厚t= 竖直间距S2= 列数N2= 铜管内径di=
0.31 19.05 30
mm mm 列
翅片厚度δ = 翅片间距Sf= 换热器长度L
7.32 mm
㎡/m 0.024056094 ㎡/m 0.455922228 ㎡/m ㎡ 冷凝温度Tk= 平均温度tm= 取K= 28 20.50 41.00 冷凝器数量N= 27 15.42 30.84 27 16242 2.01 3.39 9.31 20.6 12.7 50 39 ℃ ℃ tm温度下的 空气密度ρ
33 24.16 48.33
34 24.90 49.79
35 25.63 51.25
自由输入 40 29.29 58.58
31 17.70 35.41 31 18648 2.31 3.89 11.77 26.0 16.1
32 18.28 36.55 32 19249 2.38 4.02 12.42 27.4 17.0
30 17.13 34.27 30 18046 2.23 3.77 11.13 24.6 15.2
迎面风速(m/s) 最窄截面风速Wmax (ρ *Wmax)1.7 非亲水膜15039 1.86 3.14 8.17 18.0 11.2
26 15640 1.94 3.27 8.73 19.3 11.9
33 18.85 37.69 33 19851 2.46 4.14 13.09 28.9 17.9
34 19.42 38.84 34 20453 2.53 4.27 13.77 30.4 18.8
35 19.99 39.98 35 21054 2.61 4.40 14.47 32.0 19.8
40 22.85 45.69 40 24062 2.98 5.02 18.16 40.1 24.8
无锡铜翅片换热器参数
无锡铜翅片换热器参数
无锡铜翅片换热器的参数包括：
1. 传热面积：指换热器内部的有效传热面积，一般以平方米（m2）为单位。
2. 翅片间距：翅片换热器上相邻翅片之间的距离，一般以毫米（mm）为单位。
3. 翅片厚度：指翅片的厚度，一般以毫米（mm）为单位。
4. 翅片高度：指翅片的高度，一般以毫米（mm）为单位。
5. 翅片材料：一般采用铜或铝作为翅片的材料，根据具体的应用场景选择不同的材料。
6. 换热介质流速：指在换热器内部的介质流速，一般以米/秒（m/s）为单位。
7. 温度差：指在换热器两侧介质的温度差，一般以摄氏度（℃）为单位。
8. 翅片数量：指换热器上翅片的数量，根据具体的应用需求选择适当的数量。
9. 翅片表面积密度：指单位体积内的翅片表面积，一般以平方米/立方米（m2/m3）为单位。
10. 翅片换热系数：指翅片换热器的换热效率，也称为传导热阻，一般以瓦/平方米-摄氏度（W/m2-℃）为单位。
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0.31 19.05 30
mm mm 列
翅片厚度δ = 翅片间距Sf= 换热器长度L
7.32 mm
㎡/m 0.024056094 ㎡/m 0.455922228 ㎡/m ㎡ 冷凝温度Tk= 平均温度tm= 取K= 28 20.50 41.00 冷凝器数量N= 27 15.42 30.84 27 16242 2.01 3.39 9.31 20.6 12.7 50 39 ℃ ℃ tm温度下的 空气密度ρ
已知冷凝器外型尺寸计算换热面积及验证
直管外径d0= 7.94 mm 水平间距S1= 22 mm 排数N1= 3 排 开始计算 翅片管外径db= 8.14 mm 当量直径deq= 2.868822768 mm 单位长度翅片面积为：Ff= 0.4318661 单位长度翅片间管外表面积为：Fb= 单位长度翅片管总面积Ft= 翅片管肋化系数β = 19.835814 换热器传热面积F= 69.756101 对数温差计算 环境温度Tao= 35 ℃ 空气出口温度t= 43 ℃ 传热温差Δ T= 10.5 ℃ 传热系数K： 25-35 W/(㎡*K) K 26 27 Q 19.04 19.77 2Q 38.08 39.54 换热量Q= 18.31 KW 总换热量Q0= 36.61 KW K 25 26 可配制冷量Q' 14.28 14.85 2Q’ 28.56 29.70 K
33 24.16 48.33
34 24.90 49.79
35 25.63 51.25
自由输入 40 29.29 58.58
31 17.70 35.41 31 18648 2.31 3.89 11.77 26.0 16.1
32 18.28 36.55 32 19249 2.38 4.02 12.42 27.4 17.0
25 W/(㎡*K) 29 30 21.23 21.97 42.47 43.93 2 个 28 15.99 31.98 28 16843 2.08 3.52 9.90 21.9 13.5 29 16.56 33.13 29 17445 2.16 3.64 10.51 23.2 14.4
31 22.70 45.40
换热面积及验证其它参数
0.1 1.7 1.7 mm mm m 翅片表面粗糙度系数m 亲水膜 0.007 非亲水膜 换热器深W(m) 0.05715 换热高H(m) 0.0113 0.66
绿色为输入参数，黄色为自 动计算参数，蓝色为手动输 入可变参数
1.0955 kg/m³
W/deq
19.92
32 23.43 46.86
33 18.85 37.69 33 19851 2.46 4.14 13.09 28.9 17.9
34 19.42 38.84 34 20453 2.53 4.27 13.77 30.4 18.8
35 19.99 39.98 35 21054 2.61 4.40 14.47 32.0 19.8
40 22.85 45.69 40 24062 2.98 5.02 18.16 40.1 24.8
30 17.13 34.27 30 18046 2.23 3.77 11.13 24.6 15.2
迎面风速(m/s) 最窄截面风速Wmax 1.7 (ρ *Wmax) 非亲水膜阻力（Pa) 亲水膜阻力（Pa)
25 15039 1.86 3.14 8.17 18.0 11.2
26 15640 1.94 3.27 8.73 19.3 11.9