山西限源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 10-4间壁式换热器的热计算 换热器热计算分两种情况：设计计算和校核计算 ()设计计算：根据生产任务给定的换热条件和要求，确定换热 器的型式、面积及结构参数 (2)校核计算：对已有或已选定的换热器，在非设计工况条件 下，核算它能否满足换热要求。一般是校核出口温度和换热量 能否达到要求 换热器热计算的基本方程式是传热方程式及热平衡式 Φ=kA△tm Th (Hot) D=gmiCh(th-th)=gmece(te-te) T(cold)
10-4 间壁式换热器的热计算 换热器热计算分两种情况：设计计算和校核计算 (1) 设计计算:根据生产任务给定的换热条件和要求，确定换热 器的型式、面积及结构参数 (2) 校核计算：对已有或已选定的换热器，在非设计工况条件 下，核算它能否满足换热要求。一般是校核出口温度和换热量 能否达到要求 换热器热计算的基本方程式是传热方程式及热平衡式 m = kAt ( ) ( ) mh h h h mc c c c = q c t −t = q c t−t x T Th (Hot) Tc (cold) T1 T2 ' h t " h t ' c t " c t
山多能源宇花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 式中，△1m不是独立变量，因为它取决于t%,t%,t,以及换热 器的布置。另外，根据公式(10-15)可是，一旦9mhCh和AmcCe 以及%，%，，公中的三个已知的话，我们就可以计算出另外一 个温度。因此，上面的三个方程中共有8个未知数，即 Φ，k,A,9mbCh,9mcCe,以及t%,t公t中的三个 需要给定其中的5个变量，才可以计算另外三个变量。 对于设计计算而言，一般给定的是 9mhCh,9meCc,以及进出口 温度中的三个，最终求k,A 对于校核计算而言，给定的一般是A,AmCn,9mCe， 以及2个进 口温度，待求的是
式中， 不是独立变量，因为它取决于 以及换热 器的布置。另外，根据公式(10-15)可是，一旦 和 以及 中的三个已知的话，我们就可以计算出另外一 个温度。因此，上面的三个方程中共有8个未知数，即 需要给定其中的5个变量，才可以计算另外三个变量。 对于设计计算而言，一般给定的是 ，以及进出口 温度中的三个，最终求 对于校核计算而言，给定的一般是 ，以及2个进 口温度，待求的是 m t h h c c t ,t ,t ,t mh h q c mc c q c h h c c t ,t ,t ,t ,k, A,qmhch ,qmccc ,以及t h ，t h ，t c ，t c 中的三个 mh h mc c q c ,q c k, A mh h mc c A,q c ,q c h c t ，t
山西移流字花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 换热器的热计算有两种方法，一种是平均温差法，另一种是效能- 传热单元数(e-NTU)法 1平均温差法，就是直接应用公式9、10和1011进行热计算， 其具体步骤如下： 对于设计计算(AmhCn,AmeCe,及进出口温度中的三个，求k,A) (1)初步布置换热面，并计算出相应的总传热系数k (2)根据给定条件，由热平衡式9、10求出进、出口温度中的那个 待定的温度 (3)由冷热流体的4个进出口温度确定平均温差△tm (4)由传热方程式(10-10)计算所需的换热面积A,并核算换热面两 侧流体的流动阻力 (⑤)如果流动阻力过大，则需要改变方案重新设计
换热器的热计算有两种方法，一种是平均温差法，另一种是效能- 传热单元数(-NTU)法 1 平均温差法，就是直接应用公式9、10和10-11进行热计算， 其具体步骤如下： 对于设计计算（ ，及进出口温度中的三个，求 ） (1)初步布置换热面，并计算出相应的总传热系数k (2)根据给定条件，由热平衡式9、10求出进、出口温度中的那个 待定的温度 (3)由冷热流体的4个进出口温度确定平均温差 (4)由传热方程式(10-10)计算所需的换热面积A，并核算换热面两 侧流体的流动阻力 (5)如果流动阻力过大，则需要改变方案重新设计。 mh h mc c q c ,q c k, A m t
山多能源宇花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 对于校核计算 (A,9mhSh,9meC。,及两个进口温度，求tt) ()先假设一个流体的出口温度，按热平衡式计算另一个出口温度 (2)根据4个进出口温度求得平均温差△tm (3)根据换热器的结构，算出相应工作条件下的总传热系数k (4)已知kA和△tm，按传热方程式计算在假设出口温度下的④， (⑤)根据4个进出口温度，用热平衡式计算另一个Φ，，这个值和上面 的①，，都是在假设出口温度下得到的，因此，都不是真实的换热 量 (⑥)比较两个Φ值，满足精度要求，则结束，否则，重新假定出口温度， 重复(1)(6)，直至满足精度要求，一般认为两者误差应小于2%~5%。 从上面的过程可见，平均温差法适用于设计计算，不太适合校 核计算，于是人们找到一种替代方法，即效能-传热单元数法
对于校核计算（ ，及两个进口温度，求 ） (1)先假设一个流体的出口温度，按热平衡式计算另一个出口温度 (2)根据4个进出口温度求得平均温差 (3)根据换热器的结构，算出相应工作条件下的总传热系数k (4)已知kA和 ，按传热方程式计算在假设出口温度下的 (5)根据4个进出口温度，用热平衡式计算另一个 ，这个值和上面 的 ，都是在假设出口温度下得到的，因此，都不是真实的换热 量 (6)比较两个 值，满足精度要求，则结束，否则，重新假定出口温度， 重复(1)~(6)，直至满足精度要求，一般认为两者误差应小于2%~5%。 mh h mc c A,q c ,q c h c t ，t m t m t 1 2 1 从上面的过程可见，平均温差法适用于设计计算，不太适合校 核计算，于是人们找到一种替代方法，即效能-传热单元数法
山西移游李花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY Φ=9mhC,(t%-t%) Φ=qmcc(t&-t&) 2效能-传热单元数法 (1)换热器的效能 和传热单元数NTU 效能C:换热器的实际换热量与最大可能换热量之比 (t-t)mx 反映了换热器里冷热流体进口温度 差的利用率 流体在换热器中可能发生的最大温差 AT Ti (Hot) T Th Te(cold) Te 顺流 逆流
2 效能-传热单元数法 (1) 换热器的效能 和传热单元数NTU ( ) ( ) mh h h h mc c c c = q c t −t = q c t−t ' ' max ' " ( ) h c t t t t − − = x T Th (Hot) Tc (cold) T1 T2 顺流 逆流 x T Th Tc T1 T2 ' 流体在换热器中可能发生的最大温差 h t " c t " h t ' c t ' h t " h t " c t ' c t 效能 ：换热器的实际换热量与最大可能换热量之比 反映了换热器里冷热流体进口温度 差的利用率