盘管换热器相关计算
螺旋盘管换热器计算2
计算结果
4034
26969
14
0.00015
确定传热 面积
对数平均 温差公式
tlm
[(管入 壳入) （管出 - 壳出）] 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
D*u*
管内雷诺 数计算
D(m)
(kg / m3)
μ（Kg/m.h） M(Kg/h)
计算结果
0.0043
977.8
1.476
420
盘形管传 热系数公
hi jH (K / D)NP1/r3
式
盘形管传 热系数计 jH
算
计算结果
200
K (kcal / h mc) 0.576
计算总传 热系数
111 x
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 d0 2
流体的质 量流速计 C(m) 算
计算结果
B(m) 0.2052
热系数计算
计算结果
0.0043
hi0 (kcal / h m22ooC)
0.0063
26969
Q (m2 ) U * tc
do(m)
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。
换热盘管换热功率计算公式
换热盘管换热功率计算公式换热盘管是一种常用的换热设备，用于在工业生产中进行换热操作。
换热盘管的换热功率是一个重要的参数，它可以帮助我们了解换热盘管的换热效率和性能。
在实际工程中，我们需要通过计算来得到换热盘管的换热功率，以便进行设计和操作。
换热盘管的换热功率计算公式可以通过传热学的基本原理推导得出。
换热盘管的换热功率与多个因素相关，包括换热盘管的表面积、传热系数、温度差等。
下面我们将介绍换热盘管换热功率计算公式的推导过程，以及在实际工程中的应用。
首先，我们需要了解换热盘管的换热面积。
换热盘管的换热面积可以通过几何参数计算得出，通常用于计算的几何参数包括换热盘管的长度、直径等。
换热盘管的换热面积可以表示为A，单位为平方米。
其次，我们需要了解换热盘管的传热系数。
传热系数是一个描述换热盘管换热性能的参数，它与换热盘管的材料、流体性质、流体速度等因素相关。
传热系数可以表示为h，单位为W/(m^2·K)。
最后，我们需要了解换热盘管的温度差。
温度差是指换热盘管内外流体的温度差异，它是影响换热功率的重要因素。
温度差可以表示为ΔT，单位为摄氏度。
根据传热学的基本原理，换热盘管的换热功率可以表示为：Q = A h ΔT。
其中，Q表示换热盘管的换热功率，单位为W。
A表示换热盘管的换热面积，单位为平方米。
h表示传热系数，单位为W/(m^2·K)。
ΔT表示温度差，单位为摄氏度。
通过这个换热功率计算公式，我们可以很方便地计算出换热盘管的换热功率。
在实际工程中，我们可以通过测量换热盘管的几何参数、流体性质和温度差，来得到换热盘管的换热功率。
这样可以帮助我们评估换热盘管的性能，进行设备选型和操作参数的确定。
除了上述的换热功率计算公式，我们还可以通过一些修正因子来考虑一些其他因素对换热功率的影响。
例如，对于换热盘管内外流体的传热不均匀性，我们可以引入一个修正因子来修正传热系数。
对于换热盘管的传热表面受到污垢或腐蚀的影响，我们也可以引入修正因子来修正传热系数。
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 C L 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/㎡cd η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为0.25～0.5 取0.6L η—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/s U —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。
盘管换热器的简捷优化设计法
盘管换热器的简捷优化设计法
Murty,KN
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】1992(018)001
【摘要】螺旋形盘管换热器用来加热或冷却液体,如图1所示的装置。
该装置管内的流动型态按层流设计。
装置是简单的,但盘管最佳尺寸的计算却是复杂的。
然而,运用下面推导出的列线图,就可以避免复杂的计算。
对于盘管内的层流而言,摩擦系数为:
【总页数】2页(P69,68)
【作者】Murty,KN
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.5
【相关文献】
1.浅析浮动盘管换热器和U型管换热器在建筑热水中的应用 [J], 宋晓亭
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5.浮动盘管换热器和U型管换热器在建筑热水中的应用 [J], 宋晓亭
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加热盘管计算书
加热盘管计算书
.
'. 加热盘管计算书
由已知：开式集热水箱，有效容积20吨，高度2米
1.20吨水由5℃加热至55℃
由公式：Q=Cm△t
Q: 为所需热量，单位：KJ
C：水的比热容，取值：4.12KJ/kg*℃
△t：温差，单位：℃
通过计算得：Q=4120000KJ
由公式：P=Q/t
P：为加热盘管的功率，单位：KW
Q：为加热所需热量，单位：KJ
t：为盘管加热时间，取值6h，即21600s 通过计算得：P≈190KW
2.水箱内通过间接加热的加热盘管对其进行加热
由公式
F：为换热盘管面积
C: 由换热量及盘管内阻力选取，由经验取1.2的余量
e：为结垢影响系数，取值0.8
K：为传热系数，取值3KW/㎡*℃
△t：为换热前后温度差，取值10℃
通过计算得：F=9.5㎡
3.盘管长度计算
我们选用DN32的管路，已知DN32管道的外径为34mm
其1m的外表面积：由计算公式S=L*C
S：为外表面积，单位㎡
L：为管道长度，单位m
C：为管道周长，单位m 通过计算得S=0.133136㎡
因此的总的换热盘管长度：L=F/S≈72m。
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**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 Re 管径0.20m Re Re湍流范围：Re=10^4~*10^5 物性参数：40℃饱和水参数。
黏度—*10^-6 运动黏度— *10^-6 普朗特数— 导热系数—*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 =＝** （d1） 0.4f8.0ff Pr 023Re.0*2.1Nu =＝** （d2）管内对流换热系数为lNu h ff i λ⋅==*= （d1）lNu h ff i λ⋅==*= （d2） 管外对流换热系数格拉晓夫数准则为（Δt=10）23/υβtd g Gr ∆==**10^-4*10*.0163/*10^-6)2= （d1） 23/υβtd g Gr ∆==**10^-4*10*.0223/*10^-6)2=（d2）其中g= 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~*10^8）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅∆=να=*= （d1）25.023w wPr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να=*= （d2）其中Pr 普朗特数为 对流换热系数为dNu m λα==*= （d1） dNu m λα==*= （d2）其中λ为(m. ℃) .传热系数Uλδ++=o i h 1h 1U 1=1/+1/+1/393= U= （d1）λδ++=o i h 1h 1U 1=1/+1/+1/393=U= （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 =㎡℃/W换热器铜管长度 dq l απ70==3500/10/= （d1）A=dq l απ70==3500/10/= （d2）A=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 =㎡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/㎡cd η—集热器的年平均集热效率；根均经验值宜为～ 取L η—出水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为～ 取结论：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 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 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～×105,Pr f ＝～120，l/d ≥60; 管内径d 为特征长度。
换热器换热面积计算表
换热器换热面积计算表copper3/8h:25.4w:22152.4请输入红色字体排数=2（排）L=716.00（mm ）每英寸P 片、片数=13.00（片）H=609.6（mm ）孔高1英寸=25.40（mm ）盘管数=124总片数P=L /25.4*P 片1. 总片数P=716.0025.4013.00366（片）812.8孔数=H /25.4482. 孔数=609.6025.4024（个）每片面积A=H *22-孔数*（9.52/2）2*3.143. 每片面积A=609.6022.002422.6576 3.1411703.72326（mm 2）每片间隔=25.40/P 片4. 每片间隔=25.4013.00 1.95（mm ）1排有几片=L / 每排间隔5. 1排有几片=716.00 1.95366（片）1排总翅片面积=序号5*序号36. 1排总翅片面积=36611703.724288907.72（mm 2）总翅片面积=序号6* 排数7. 总翅片面积=4288907.7228577815.44（mm 2）单根铜管面积= 3.14*9.52*L8. 单根铜管面积= 3.149.52716.0021403.2448（mm 2）1排铜管数=H /25.49. 1排铜管数=609.6025.4024（mm 2）铜管总面积=序号8序号9*排数10. 铜管总面积=21403.2424 2.001027355.75（mm 2）单盘管面积=序号7+序号10最终结果盘管总面积=单盘管面积*盘管数18.1830（m 2）单盘管面积=17155630.891027355.7518182986.6418.18303/8"热交器换热面积计算1英寸=25.4mm L ：热交长度W ：热交宽度（m 2）H ：热交高度。
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创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克*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：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 ·℃创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克*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=1m λ－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 C L 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 ·℃）t—出水箱内水的设计温度，℃endt—水的初始温度，℃if—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 Q A ∆=(2.1.1)A — 传热面积 ㎡ Q —传热量 J/s U —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 —努塞尔数创作编号：BG7531400019813488897SX创作者： 别如克*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。
采用迪图斯-贝尔特公式：nf 8.0ff Pr 023Re.0Nu =（2.4.2）加热流体时n ＝0.4，冷却流体时n ＝0.3 Re f －雷诺数 u ·l/ν u －流体流速 m/s l －管径 mν－流体运动黏度 ㎡/s Pr f －普朗特数 C p ·μ/λ＝ν/a螺旋管内流体在向前运动过程中连续的改变方向，因此会在横截面上引起二次环流而强化换热。
流体在螺旋管内的对流换热的计算工程上一般算出平均Nu 数后再乘以一个螺旋管修正系数c r 。
推荐：对于气体 Rd 1.771cr += 对于液体 3R d 10.31cr ⎪⎭⎫⎝⎛+=以上内容仅适用于Pr>0.6的气体或液体，d 是螺旋管的内经，R 是螺旋圈的半径管内层流时，推荐采用齐德－泰特公式来计算长为l 的管道平均Nu 数14.0w f 3/1f f d /l Re 86.1Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=ηη（2.4.3）此式的定性温度为流体平均温度t f （但w η按壁温计算），特长长度为管径。
实验验证范围：Re f ＝104～1.2×105,Pr f ＝0.48～16700，w f ηη＝0.0044～9.75，14.0w f 3/1f d /l Re ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛ηη≥25.螺旋管外表面传热系数（自然对流换热情况）格拉晓夫数 23Tgl G r να∆=（2.5.1）螺旋管外表面传热系数lNu h λ⋅=（2.5.2）其中h －螺旋管外表面传热系数 J /㎡·s ·K Nu －螺旋管外表面努塞尔数λ－螺旋管外流体导热系数 W/m ·K l －螺旋管外径 m努塞尔数 25.023w w Pr t g l 525.0Nu ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∆=να（2.5.3） 其中ρ－螺旋管外流体密度 kg/m 3 α－螺旋管外流体膨胀系数 K -1 g －重力加速度 kg/sΔt －流体和管壁间的温度差 K Pr －流体的普朗特数 C p ·ρ·ν/λ Cp －流体的比热 J/kg·K ν－流体运动黏度 ㎡/s创作编号：BG7531400019813488897SX创作者： 别如克*。