换热器设计计算与选型

第一部分 列管式换热器选型设计计算

一． 列管式换热器设计过程中的常见问题

换热器设计的优劣最终要以是否适用、经济、安全、负荷弹性大、操作可靠、检修

清洗方便等为考察原则。当这些原则相互矛盾时，应在首先满足基本要求的情况下再考虑一般原则。

1． 流体流动空间的选择原则 （1） 不洁净和易结垢的流体宜走管内，因为管内清洗比较方便。 （2） 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 （3） 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，可节省壳体金属消耗量。 （4） 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排出冷凝液，且蒸气较洁净，它对清洗无要求。 （5） 有毒流体宜走管内，使泄漏机会较少。 （6） 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 （7） 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由 于流速和流向的不断改变，在低Re（Re>100）下即可达到湍流，可以提高对流传热系数。 （8） 对于刚性结构的换热器，若两流体的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁面温度与α大的流体温度相近，可以减少热应力。

在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视

板式换热器选型计算

板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备，它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点，目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域，因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种，以下就三种算法的特点进行简要的说明。 一、 手工简易算法 计算公式： F=Wq/(K*△T) 式中 F —换热面积 m2 Wq—换热量 W K —传热系数 W/m2·℃ △T—平均对数温差 ℃ 根据选定换热系统的有关参数，计算换热量、平均对数温差，设定传热系数，求出换热面积。选定厂家及换热器型号，计算板间流速，通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线，查出实际传热系数及压降。若实际传热系数小于设定传热系数，则应降低设定传热系数，重新计算。若实际传热系数大于设定传热系数，而实际压降大于设定压降，则应进一步降低设定传热系数，增大换热面积，重新计算。经过反复校核，直到计算结果满足换热系统的要求，最终确定换热器型号及换热面积大小。这种算法的优点是计算简单，步骤少，时

eaintheaccidentinvestigation,managementandreporting,eachpostshouldbedevelopedunderthissystemspecialistscheck,cleartheexaminations,time,cyclesandotherrelevantregulations.Strengtheningsitesupervisionandexamination,todetectandinvestigateillegalcommand,illegaloperationsandviolationsofoperatingrules.Secondsafetyreferstotheproductionsite,technologymanagement,equipment,facilities,andsooncanleadtoaccidentsrisksexist.1,accordingtotheextentofthesecurityrisks,solvingisdividedintoa,b,andclevelsofdifficulty;A-level:difficult,miningdiffi

波纹管换热器的选型指南

介绍一种简易的方法就可以对波纹管换热器进行选型。 1.水—水波纹管换热器的选型步骤如下：

假设已知：加热水进口温度T1；出口温度T2；被加热水进口温度t1，出口温度t2，被加热水流量G2。则可按如下步骤进行选型： （1）计算所需换热量Q； （2）计算加热水流量G1；

（3）根据换热量Q，初选波纹管换热器型号，查性能参数表得以下参数：换热面积A；管程流通面积Si；壳程流通面积S0。 （4）计算管程流速Vi及壳程流速V0；

（5）根据Vi、V0由图6-35中曲线，查出ai及a0； （6）计算传热系数K值； （7）计算对数平均温差；

（8）校核传热量，若满足要求即可，否则应选择新的型号，重复以上（3）至（8）的步骤。

（9）根据Vi、V0查压降曲线图6-36，得出Vi及V0情况下的压力降，看是否满足压力降的要求。若满足要求则说明选型正确，否则应重新选型，重复（3）至（9）的步骤。 2.汽——水换热器的选型步骤：

已经条件：饱和蒸汽压ps；饱和温度ts；循环水入口温度t1；出口温度t2；循环水流量G。 按如下步骤进行选型：

℃℃℃℃

℃

℃

℃

kg/s kJ/kg

kJ/kg

采用平均温差法，首先计算风量和风速，然后据此计算换热器的尺寸，再算出换热器的传热对数平均温差θ

计算：

冷凝器热负荷：

翅片管簇结构参数选择与计算外径*底壁厚*齿高

设计传热管的规格：（内螺纹铜管）

mm mm mm

℃KPa

2112

ln a a m k

a k a t t t t t t θ-=

--

1013.0000

干空气比热容J/（㎏.K ）查干空气物理性质表0.0271热导率λf W/(m.K)

0.0000运动粘度

m2/s 1.0950空气平均密度ρf ㎏/m3

1726.0544所需要的风量计算结果m3/h

计算空气侧换热系数

24.0000每个换热器管列数0.7400单管有效长度B m 0.3048单个换热器高度 H m 10.3792换热器总外表面积L m22.1257迎面风速

m/s 5.4333

最小截面流速

m/s

41.0000沿气流方向的肋片长度mm 2.3382当量直径

mm

17.5346长径比

730.1311空气雷诺数Re

查《小型制冷装置设计指导》表3-18、3-19，用插入法得

空气流过平套片管的叉排管簇时空气侧换热系数：

计算制冷剂侧换热系数

翅片效率

203.0000铝的热导率94.9293m a0空气侧

第九章 传热过程与换热器

第九章 传热过程分析和换热器计算

在这一章里讨论几种典型的传热过程，如通过平壁、圆筒壁和肋壁的传热过程通过分析得出它们的计算公式。由于换热器是工程上常用的热交换设备，其中的热交换过程都是一些典型的传热过程。因此，在这里我们对一些简单的换热器进行热平衡分析，介绍它们的热计算方法，以此作为应用传热学知识的一个较为完整的实例。

9－1传热过程分析

在实际的工业过程和日常生活中存在着的大量的热量传递过程常常不是以单一的热量传递方式出现，而多是以复合的或综合的方式出现。在这些同时存在多种热量传递方式的热传递过程中，我们常常把传热过程和复合换热过程作为研究和讨论的重点。

对于前者，传热过程是定义为热流体通过固体壁面把热量传给冷流体的综合热量传递过程，在第一章中我们对通过大平壁的传热过程进行了简单的分析，并给出了计算传热量的公式

式中，Q为冷热流体之间的传热热流量，W；F为传热面积，m；?t为热流体与冷流体间的某个平均温差，

o

Q?kF?t， 9－1

2

C；k为传热系数，W/(m2? oC)。在数值上，传热系数等于冷、热流体间温差?t=1 oC、传热面积A=1 m

广东海洋大学 2013年清考试题

班级：GDOU-B-11-302

《换热器原理与设计》课程试题

课程号： 1420017

√ 考试

□ 考查

□ A卷

□ B卷

□ 闭卷

√ 考试

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 阅卷教师 各题分数 密 姓名：实得分数 一．填空题（10分。每空1分）

1．相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数 学号：试题共页加白纸3 张 较低。

2．对于套管式换热器和管壳式换热器来说， 套管式换热器 金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。 3．在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是 增加管外程数 和两台单壳程换封热器串联。

4．在流程的选择上，腐蚀性流体宜走 管程，流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re＞100)下即可达到湍流。 5．采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。 6. 相对于螺旋槽管和光管，螺旋

翅片管换热器定制计算与应用

中央空调与其他空调产品不同,由于地理、气候、规模、人群等原因,故客户对中央空调系统的需求差异较大.强调客户的参与并充分满足客户的个性化需求以及有效缩短产品开发周期是企业的一项重要能力.大规模定制于上世纪90年代提出,并开始广泛地、系统地进行理论研究.作为一种全新的生产模式,大规模定制主要是通过灵活性及快速响应来实现产品的多样化和定制化.定制系统可以以接近大规模生产的成本提供范围广阔的产品和服务.

换热器在各行各业有着广泛的应用,对于制冷系统来说,冷凝器、蒸发器是它的心脏部件,空调中常用的翅片管式换热器是一种带翅管式热交换器,是热交换器中的主要换热元件.由于用户环境和需求不同,对翅片管的需求是多样化的.因此,在设计过程中采用模块化的柔性设计,最大程度地满足客户的个性化需求,从而为企业在多变的市场环境中赢得持久的竞争优势有着重要的实际意义[1 3].本文针对这个企业需求的空白,对其定制方法做了相关研究,并初步建立了一个可行的翅片管模块化定制系统.

1 定制要素的选择

空调系统主要由压缩机、换热器(包括冷凝器、蒸发器、空气加热器、表冷器等)、膨胀阀或毛细管、制冷剂等要素构成.对于每种要素,变

设计说明书

一、热力计算

1、原始数据:

甲醇进口温度 t1’=64.4 ℃?甲醇出口温度?t1”=38℃ 甲醇工作压力 P1=0.04MPa 甲醇流量?G1=1.3×1.986×103kg/h 冷却水进口温度 t2’=32℃ 冷却水出口温度 t2”=42℃ 冷却水工作压力 P2 =0.36MPa 2、定性温度及物性参数

水的定性温度 t2=(t2’+t2”)/2=(32+42)=37℃ 水的密度查物性表得 ρ2=993.25kg/m3 水的比热查物性表得 Cp2=4.174KJ/kg.℃ 水的导热系数查物性表得 λ2=0.629W/m.℃ 水的粘度 μ2=697.76×10-6Pa.s 水的普朗特数查物性表得 Pr2=4.64

甲醇的定性温度 ，甲醇在0.04MP下的沸点温度ti=64.34℃ 冷凝段t1=( t1’+ ti)/2=(64.4+64.34)/2=64.4℃ 冷却段t1c=( t1”+ ti)/2=(64.34+38)/2=51.2℃ 甲醇在冷凝段温度下的物性常数： 密度ρ??2.31kg/m3

比热Cp1=1.42 KJ/kg.℃ 导热系数λ1=0.0169 W/m.℃ 粘度μ1=10.5×10-6 Pa.s 普朗特数

浅谈桥梁伸缩缝的设计计算与选型

一、概述

随着交通事业的发展，特别是高速公路、高架道路、立交桥的大量出现，道路桥梁车辆通行量的增大，车辆速度的加快，对桥梁伸缩装置的要求越来越高，就桥梁整体来说，桥梁伸缩装置不再是无足轻重的部分，它在承重、伸缩、防水等方面所具有的功能，会直接影响到桥梁的整体功能及寿命。近年来桥梁伸缩缝的破坏成为高等级公路桥梁的一大病害，如广深高速公路刚通车几个月，就开始更换维修所有桥梁伸缩缝，极大地影响了该路正常使用，深圳市梅林至观澜高速公路通车不到一年，且交通量远远没到设计要求，而全线100%伸缩缝不同程度都遭到破坏，面临着全部更换和维修，其主要原因不外乎以下几点：设计选型不当，施工安装质量差、伸缩缝本身质量差等，因此，深圳市机场至荷坳高速公路指挥部在伸缩缝订货中特别重视，先后参观考察了全国各大生产厂家产品在广东地区的运营状况，并招集各大厂家以及国外产品代理商共聚一堂，介绍其产品性能及其运用情况，本人作为深圳市机荷高速公路设计代表参加了这次产品介绍会，并参与了该线全部桥梁伸缩缝的计算，现就综合各厂家的产品，综合这几年的设计施工谈一谈。

（一）桥梁伸缩缝的设计计算

桥梁伸缩装置在设计、型式选定上，桥梁伸缩量的计算是十分重要的，