换热器热计算基础..共96页
(完整版)换热器热量及面积计算公式.doc
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：冷流体热流体总传热系数 K，w/(m2. ℃）水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850 水轻油340-910 水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340 水水蒸气冷凝1420-4250 气体水蒸气冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140 水沸腾水蒸气冷凝2000-4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020 注：1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h1kcal=4.18kj2、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）。
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=Q c=Q hQ=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,℃;3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r = W c c p,c t2-t1式中：W h为饱和蒸汽即热流体冷凝速率即质量流量kg/sr为饱和蒸汽的冷凝潜热J/kgb.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h r+c p,h T s-T w = W c c p,c t2-t1式中：c p,h为冷凝液的比热容J/kg/℃；T s为饱和液体的温度℃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：1 w = 1 J/s = kj/h = kcal/h1 kcal = kj2、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/△t12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对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值; 恒温传热时△t=T-t,例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热;对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>时用公式：△Tm=△T1-△T2/㏑△T1/△T2.如果△T1/△T2≤时,△Tm=△T1+△T2/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值;逆流时△T1=T1-t2 △T2=T2-t1顺流时△T1=T1-t1 △T2=T2-t2其中：T1 ——热流进口温度℃ T2——热流出口温度t1——冷流进口温度 t2——冷流出口温度ln——自然对数3、面积计算S=Q/K. △t m三、管壳式换热器面积计算S=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;注：冷凝段为潜热,根据汽化热计算；冷却段为显热,根据比热容计算;。
换热器热量及面积计算公式
b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热
Q=Wh[r+CP,h (Ts-Tw) ]=WcCP,c(t2-ti)
式中：
Cp,h为冷凝液的比热容(J/ (kg/°C)) ；Ts为饱和液体的温度(°C)
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:
轻油沸腾
水蒸气冷凝
455-1020
注:
1w= 1J/s=kj/h=kcal/h
1kcal = kj
2、温差
(1)逆流
热流体温度T： T1-T2
冷流体温度t： t2—tl
温差At：Atl —At2
△tm= (At2-Atl) /In (At2/Atl)
(2)并流
热流体温度T： T1-T2
冷流体温度t： tl—t2
冷流体
热流体
总传热系数K, w/ (m2.°C)
水
水
850-1700
水
气体
17-280
水
有机溶剂
280-850
水
轻油
340-910
水
重油
60-280
有机溶剂
有机溶剂
115-340
水
水蒸气冷凝
1420-4250
气体
水蒸气冷凝30-3Fra bibliotek0水低沸点坯类冷凝
455-1140
水沸腾
水蒸气冷凝
2000-4250
换热器热量及面积计算公
换热器热量及面积计算
一、热量计算
1―般式Q—Qc—Qh
Q=Wh (Hh,i- Hh,2) = Wc (He,2-Hc,i)
式中：
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）。
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=Q c=Q hQ=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，℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)式中：W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h（T s-T w）] = W c c p,c(t2-t1)式中：c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）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：1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、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）对数平均温差，两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t，例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
) 对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式：△Tm=（△T1-△T2）/㏑（△T1/△T2）.如果△T1/△T2≤1.7时，△Tm=（△T1+△T2）/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算（一）一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=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，℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r=W c c p,c(t2-t1)式中：W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h（T s-T w）]=W c c p,c(t2-t1)式中：c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）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/h1kcal=4.18kj2、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）对数平均温差，两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t，例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
)对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式：△Tm=（△T1-△T2）/㏑（△T1/△T2）.如果△T1/△T2≤1.7时，△Tm=（△T1+△T2）/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
换热器计算
d
qmcccdt c
dt c
1 qmccc
d
dt
1 qmhch
1 qmccc
d
d
1 1
qmhch qmccc
其他过程和公式与顺流是完全一样，因此，最终仍然可以
得到：
t t tm,逆流 ln t
t
顺流和逆流的区别在于：
顺流： 逆流：
t th tc t th tc t th tc t th tc
hidi 2 di hodo
圆管外敷保温层后：
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 ) 1
hidi 21 di 22 do1 hodo2
可见，保温层使得导热热阻增加，换热削弱；另一方面，降 低了对流换热热阻，使得换热赠强，那么，综合效果到底是 增强还是削弱呢？这要看d/ddo2 和d2/ddo22的值
同进出口温度下的对数平均温差，当 tmax tmin 2时，两者的差 别小于4％；当 tmax tmin 1.7时，两者的差别小于2.3％。
6 其他复杂布置时换热器平均温差的计算 以上所讨论的对数平均温差(LMTD)只是针对纯顺流和纯逆 流情况，而这种情况的出现是比较少的，实际换热器一般 都是处于顺流和逆流之间，或者有时是逆流，有时又是顺 流。对于这种复杂情况，我们当然也可以采用前面的方法 进行分析，但数学推导将非常复杂，实际上，逆流的平均 温差最大，因此，人们想到对纯逆流的对数平均温差进行 修正以获得其他情况下的平均温差。
(4) 对于有相变的换热器，如蒸发器和冷凝器，发生相变
的流体温度不变，所以不存在顺流还是逆流的问题。
or Ch Cc
T
TCond
T
换热器热计算基础
换热器热计算基础换热器是工程中常见的设备，用于在流体之间传递热量。
换热器热计算是指对换热器进行热力学分析和计算，以确定热负荷、传热面积、传热系数等参数的过程。
传热理论是换热器热计算的基础之一、传热过程主要有传导、对流和辐射三种形式。
对于大部分换热器来说，对流传热是主要形式。
传热理论通过数学模型描述了传热过程中的温度场、热流场等参数，这些参数对于换热器设计和性能评估具有重要意义。
传热方法是换热器热计算的基础之一、传热方法包括传导传热、对流传热和辐射传热。
传导传热是指热量通过物质内部的传导方式进行传递。
对流传热是指热量通过流体的对流方式进行传递。
辐射传热是指热量通过辐射方式进行传递。
不同的换热器根据其工作条件和结构，可能会采用不同的传热方法。
传热模型是换热器热计算的基础之一、传热模型是指用数学和物理方法描述换热器内部传热过程的模型。
常见的传热模型包括热平衡模型、LMTD法、NTU法等。
热平衡模型是最简单的传热模型，假设换热器中的热量平衡。
LMTD法（Logarithmic Mean Temperature Difference法）是一种常用的传热模型，它通过计算换热器的LMTD值来估算换热器的传热能力。
NTU法（Number of Transfer Units法）是另一种常用的传热模型，它通过计算传热器的NTU值估算传热器的传热能力。
传热模型的选择取决于具体的换热器设计要求和计算精度的要求。
换热器的结构和运行参数是换热器热计算的基础之一、换热器的结构参数包括传热面积、传热管管径、管道长度等。
传热面积是换热器设计的重要参数，它决定了换热器的传热能力。
传热管管径和管道长度是影响换热器内部流体流动的重要参数，它们决定了流体之间的传热能力和传热阻力。
换热器的运行参数包括进口温度、出口温度、流体流量等。
进口温度和出口温度决定了换热器内部的温度差，它们是计算传热能力的重要参数。
换热器的热计算是工程设计中非常重要的一环。