热交换器原理与设计总结

1、 m tKFQ 2211 tWtWQ 沸腾 冷凝t1 t2 冷凝 吸热 t1 t2 t2” t2 t1 t1” 沸腾 放热 t1 t2” 放热 吸热 t2 t1” t1 t1” 吸热 放热 t2” t2 t1 t1” 吸热 过热 t2” t2 过冷 冷凝 t1 t1” 放热 过热 t2” t2 吸热 沸腾 t1 t1” 吸热 t2” t2 部分可凝流部分可凝流 体的冷凝体的冷凝 nW10，此时温差，此时温差t沿热流体从进沿热流体从进 口到出口的方向上总是不断降低口到出口的方向上总是不断降低 nW1W2时，总有时，总有 0，此时温差，此时温差t沿热流体从进沿热流体从进 口到出口的方向上总是不断升

2、高口到出口的方向上总是不断升高 min max minmax ln ln t t tt t t t tt t lmm t2 t1 t1” 沸腾 放热 冷凝 吸热 t1 t2 t2” t1 t1” 吸热 过热 t2” t2 过冷 冷凝 冷流体的升温 热流体的降温 两流体的进口温差 冷流体的升温 设辅助参数 2 2 1 1 2 1 2 2 2 2 . 2 1 2 1 2 1 2 1 . )1 ( )1 ( ln )() 1( )( )( ln )()( tt tt R tt tt p PR P ttR t tt tt tttt t clmclm min W KF NTU max min W W R

3、c ) 11 ( 21 WW KF ett ) 11 ( 2 1 2 1 21 WW KF e tt tt c RNTU R e c 1 1 )1 ( 2 1 1 1 2 2 W W tt tt 0 c R c RNTU R e c 1 1 )1 ( NTU e 1 2 1 2NTU e 1 c R ) 11 ( 21 WW KF ett ) 11 ( 2 1 2 1 21 WW KF e tt tt )1 ( )1 ( ) 1( ) 1( 1 11 c c c c RNTU c RNTU RNTU c RNTU eR e eR e 2 1 1 1 2 2 W W tt tt 0 c R NT

4、U e 1 ?1 c R )1( )1( 1 1 c c RNTU c RNTU eR e ) 11 ( 2 1 2 1 21 WW KF e tt tt NTU NTU 1 1 2 1 1 1 2 2 c R W W tt tt 21 W KF W KF NTU m tKFttWttW)()( 2 22 1 11 2 1 2 1 tttttm 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 tttt tt tt tt 平均温差法平均温差法 1 由已知条件，利用热平衡由已知条件，利用热平衡 方程式求出另一个未知温方程式求出另一个未知温 度及传热量度及传热量Q； 2 根据热交换器的设计原则根据热交换器的

5、设计原则 ，确定流动方式，利用修，确定流动方式，利用修 正系数正系数求出平均温差求出平均温差tm ； 3 取经验传热系数，估算传取经验传热系数，估算传 热面积，并对传热面进行热面积，并对传热面进行 初步布置，计算相应的传初步布置，计算相应的传 热系数热系数K；（试算过程）；（试算过程） 4 由传热方程式计算传热面由传热方程式计算传热面 积积F。 传热单元数法传热单元数法 1 同左；同左； 2 根据热交换器的设计原根据热交换器的设计原 则，确定流动方式，求则，确定流动方式，求 出出RC和和，用相应的公，用相应的公 式或线图求出传热单元式或线图求出传热单元 数值数值NTU； 3 同左；同左； 4

6、由由F=WminNTU/K确定传确定传 热面积热面积F。 平均温差法平均温差法 1 假定一个出口温度，假定一个出口温度，利用利用 热平衡方程求出另一个未热平衡方程求出另一个未 知温度；知温度； 2 由传热面的已知布置情况由传热面的已知布置情况 计算相应的传热系数计算相应的传热系数K； 3 根据四个进出口温度及流根据四个进出口温度及流 体的流动方式，计算出平体的流动方式，计算出平 均温差均温差tm； ； 4 将将F、K、tm代入传热方代入传热方 程，计算传热量程，计算传热量Q； 5 根据热平衡方程核算流体根据热平衡方程核算流体 出口温度；出口温度； 6将所求温度与假设值相比，将所求温度与假设值相比， 根据误差情况决定是否需根据误差情况决定是否需 要重新假设。要重新假设。 传热单元数法传热单元数法 1 同左；同左； 2 同左；同左； 3 计算出传热单元数计算出