换热器的传热计算
换热器的传热计算换热器的传热计算包括两类:一类是设计型计算,即根据工艺提出的条件,确定换热面积;另一类是校核型计算,即对已知换热面积的换热器,核算其传热量、流体的流量或温度
这两种计算均以热量衡算和总传热速率方程为基础
换热器热负荷 Q 值一般由工艺包提供,也可以由所需工艺要求求得
Q=W cpΔ t,若流体有相变, Q=cp r
热负荷确定后,可由总传热速率方程(Q=K SΔ t)求得换热面积,最后根据《化工设备标准系列》确定换热器的选型
其中总传热系数 K=00011hRskdbdddRsdhdomiiii(1)在实际计算中,总传热系数通常采用推荐值,这些推荐值是从实践中积累或通过实验测定获得的,可以从有关手册中查得
在选用这些推荐值时,应注意以下几点:1
设计中管程和壳程的流体应与所选的管程和壳程的流体相一致
设计中流体的性质(粘度等)和状态(流速等)应与所选的流体性质和状态相一致
设计中换热器的类型应与所选的换热器的类型相一致
总传热系数的推荐值一般范围很大,设计时可根据实际情况选取中间的某一数值
若需降低设备费可选取较大的K 值;若需降低操作费用可取较小的 K 值
为保证较好的换热效果,设计中一般流体采用逆流换热,若采用错流或折流换热时,可通过安德伍德(Underwood )和鲍曼( Bowman )图算法对Δ t 进行修正
虽然这些推荐值给设计带来了很大便利,但是某些情况下,所选K 值与实际值出入很大,为避免盲目烦琐的试差计算,可根据式(1)对 K 值估算
式( 1)可分为三部分,对流传热热阻、污垢热阻和管壁导热热阻,其中污垢热阻和管壁导热热阻可查相关手册求得
由此,K 值估算最关键的部分就是对流传热系数 h 的估算
影响对流传热系数的因素主要有:1
流体的种类和相变化的情况液体、气体和蒸气的对流传热系数都不相同