板翅式换热器的设计.pdf

1、总 传 热 系 数 空 气 侧 传 热 面 积 为 基 准一“ 、 。 、十 丁 一 二 二 尸 宁、吕 乃一一一一一 千 卡 米 皿 时 因 而 , 较 之 中 假 定 的 。 值 , 是 有 富 裕 的 。空 气 侧 压 力 损 失空 气 入 口 密 度 一 公 斤 米 ”空 气 出 口 密 度 一 公 斤 米 “空 气 平 均 密 度 令 十 仰 公 斤 米 “空 气 侧 前 面 面 积 , 一 十 、 , , 其 中, 平 板 厚 , 米 总 层 数 空 气 侧 层 数 十 蒸 汽 侧 层 数 。, 。 一 一 十 一 米, 。 。一 一 二 二 , 二 二 二 二, 口 艺在 图 中

2、 , 对 应 兰 。 “ 一 , 。 , 。在 图 中 , 。 的 摩 擦 系 数 一 。 根 据 式 , 空 气 侧 的 压 力 损 压 为 卜 ” 会 一 誉 尝一 一 。 , 一 。 卫 三,一一 ” “ 一 。 瓮 一徐 一 一 。 一 。 。 祛一 公 斤 米译 自 热 交 换 器 设 计 一 尹 , 夕 年 初 版 本 第 、 页第 章 程 惠 中 译 , 黄 炯 秋 、 许 志 宏 校转 载 石 化 部 化 工 设 计 院 石 油 化 工 设 计 建 设 组 资 料 石 油 化 工 第 号 , 年 月板 翅 式 换 热 器 的 设 计。 。冷 流 体 通 道 完 全 隔 开 的

3、迭 五 布 兰 比 通 常 的 不 隔 开 的 迭 置 布 置 具 有 很 多 的 优 点 。采 用 这 方 法 可 以 选 择 合 理 的 通 道 数 和 通 道 长 度 。多 股 流 体 的 板 翅 式 换 热 器 , 对 气 体 加 工 和 石 油 化 工 中 成 功 地 获 得 低 温 , 具 有 决 定 性 的 作用 。 这 种 换 热 器 紧 凑 , 单 位 体 积 传 热 面 积 大 。 它 结 构 简 单 , 逆 流 布 置 时 可 以 处 理 温 度 范 围 很大 的 两 种 或 两 种 以 上 的 流 体 。 它 重 量 轻 , 连 续操 作 可 靠 , 证 明 板 翅 式

4、 换 热 器 在 低 温 工 业 中 是一 种 经 济 和 可 靠 的 传 热 设 备 。如 图 所 示 , 板 翅 式 换 热 器 由 翅 片 和 隔 板一 层 一 层 地 交 替 迭 置 构 成 , 每 层 的 周 围 是 用 坚固 的 铝 封 条 封 起 来 , 在 两 端 两 边 有 两 个 口 分 别作 为 入 口 和 出 口 , 由 此 形 成 进 出 通 道 。 用 多 孔从卜 含 饭 八 兔图波 纹 铝 翅 片 组 成 的 分 配 器 一 般 设 置 在 进 、 出 口 边 , 使 换 热 器 在 整 个 断 面 上 流 体 分 布 均 匀 。 这种 交 替 的 翅 片 翅 高

5、 为 时 、 时 或 时 和 隔 板 厚 度 为 时 、 时 或时 可 以 迭 置 起 来 高 度 达 时 , 其 中 包 括 和 顶 底 两 块 半 时 厚 盖 板 相 连 的 两 层 假 翅 片 层 , 这 两层 假 翅 片 的 目 的 是 起 保 温 作 用 。 整 个 单 元 是 用 钎 焊 连 接 起 来 的 , 构 成 一 个 坚 固 的 整 体 结 构 ,它 能 同 时 处 理 六 种 流 体 一 种 热 的 和 五 种 冷 的 。在 多 股 流 的 换 热 器 中 , 冷 流 体 的 通 道 一 般 是 有 单 迭 和 复 迭 两 种 迭 置 方 式 , 它 决 定 于 热 负

6、荷 和 压 降 的 要 求 。 单 迭 翅 片 效 率 比 复 迭 高 , 但 复 迭 的 压 降 较 小 。 不 论 采 用 何 种 形 式 , 过 去 通常 是 把 冷 流 体 通 道 混 合 迭 置 起 来 , 并 且 多 少 具 有 对 称 性 。 所 谓 混 合 迭 置 是 指 一 种 冷 流 体 不和 另 一 种 冷 流 体 完 全 隔 离 。 经 验 证 明 , 这 种 混 合 迭 置 的 布 置 会 带 来 很 多 缺 点 , 如 温 度 交叉 , 热 量 内 部 漏 损 热 量 内 耗 和 冷 量 回 收 少 , 这 些 缺 点 将 在 下 面 几 节 中 讨 论 。混 合

7、单 迭 布 置 温 度 交 叉假 设 在 一 多 股 流 体 的 换 热 器 中 , 冷 流 体 和 的 通 道 是 单 迭 的 , 并 且 同 热 流 体 的 通 道交 替 隔 开 , 布 置 成 下 列 形 式 在 这 里 , 把 和 分 开 。 如 的 流 量 较 大 , 并 比 的 温 度 低 , 则 很 可 能 的 出 口 温度 会 低 于 的 进 口 温 度 。图 表 示 上 述 迭 置 方 式 的 流 体 温 度 沿 换 热 器 长 度 的九瓜撬人侧噢祷卫 ,一 换 热 器 长曰 疾乙 气图 常 用 单 迭 多 股 流 体 换 热器 温 度 曲 线 的 交 叉变 化 情 况 。

8、在 一 。 处 , 因 为 , 热 量 由 “ 冷 ” 流体 传 给 “ 热 ” 流 体 。 当 逐 渐 接 近 , , 曲 线 将 向下 , 而 曲 线 则 向 上 , 因 为 是 和 两 者 的 热 源 , 而是 和 两 者 的 冷 源 。 曲 线 究 竟 是 向 上 或 向 下 将 取 决 于它 是 吸 热 还 是 放 热 。 在 任 何 一 种 情 况 下 , 它 将 在 一 处与 曲 线 相 交 于 点 。 在 点 , 这 两 种 流 体 之 间 没 有 热 交换 , 因 为 二 。 。于 是 , 发 生 了 一 个 问 题 和 之 间 是 否 会 有 一 个 以 上的 交 点 假

9、设 点 是 从 热 端 开 始 的 第 一 个 交 点 , 那 么 , 曲线 就 应 当 永 远 在 曲 线 之 上 , 因 为 同 之 间 被 隔开 , 是 唯 一 的 热 源 。 也 就 是 说 , 在 整 个 过 程 中 和 之间 只 有 一 个 温 度 交 点 。在 点 的 左 边 , 三 条 曲 线 全 部 都 是 上 升 的 。 开 始 时 , 曲 线 几 乎 保 持 水 平 , 然 后 当 和之 间 的 温 度 差 达 到 足 够 大 时 才 开 始 上 升 。在 的 点 处 , 流 体 恢 复 到 它 的 进 口 温 度 。 从 此 点 开 始 它 从 流 体 吸 收 热 量,

10、 到 一 即 出 口 处 时 , 流 体 的 温 度 升 到 出 口 温 度 。 。从 。 到 热 量 是 先 由 传 到 , 然 后 , 同 样 的 热 量 由 传 回 给 。 在 这 一 段 内 和之 间 并 无 热 量 传 递 , 故 的 面 积 和 部 分 的 面 积 就 给 浪 费 掉 了 。 两 种 流 体 的 允 许 压 降 也 毫 无意 义 地 被 消 耗 掉 了 。混 合 复 迭 布 里 热 , 内 部 损 耗假 设 换 热 器 和 外 界 是 完 全 绝 热 的 , 并 且 冷 流 体 和 是 按 下 列 方 式 复 迭 的 由 于 流 体 是 换 热 器 中 唯 一 的

11、热 源 , 故 由 传 给 的 任 何 热 量 传 递 是 我 们 不 希 望 有 的 ,并 且 被 认 为 是 热 量 内 部 漏 损 。 在 上 述 的 布 置 中 , 每 一 个 的 通 道 两 边 各 有 一 个 温 度 较 高 的 流体 和 , 它 不 但 从 获 得 热 量 , 而 且 也 从 获 得 热 量 。 直 接 从 传 到 的 热 量 和 从 通 过间 接 传 到 的 热 量 并 不 是 我 们 希 望 发 生 的 热 量 传 递 。 这 种 我 们 不 需 要 的 热 量 传 递 产 生 两 种后 果和 间 的 传 热 面 太 大 有 一 部 分 被 浪 费 了 。和

12、间 的 传 热 面 不 足 , 需 要 增 加 一 部 分 传 热面 , 以 补 偿 从 到 的 内 部 热 量 损 耗 。另 外 , 如 果 这 两 种 冷 流 体 按 下 列 方 式 复 迭 布 置 的 则 如 前 节 所 述 , 又 有 可 能 发 生 上 面 提 到 的 那 种 温 度 交 叉的 危 险 。对 称 和 混 合 迭 置 布 置 冷 回 收 少一 般 的 多 股 流 体 换 热 器 大 都 是 混 合 迭 置 的 。 并 布 置 成 对称 的 形 式 。 假 设 有 一 换 热 器 , 它 有 个 通 道 、 个 通 道 、个 通 道 和 个 通 道 , 换 热 器 冷 端

13、 的 流 体 温 度 分 别 是汀 、 。 、 和 见 图 , 并 且 。 。 。这 种 换 热 器 的 冷 流 体 通 道 单 迭 布 置 型 式 可 有 许 多 种 不 同 的 排列 法 , 现 我 们 选 择 其 中 几 种 典 型 的 排 列 法 作 例 子 , 并 且 按 照冷 流 体 的 隔 离 程 度 一 种 冷 流 体 和 其 他 几 种 冷 流 体 完 全 隔 离的 , 在 其 字 母 下 划 双 线 如 果 是 部 分 隔 离 的 在 其 字 母 下 划 单线 。 逐 渐 增 加 的 程 序 列 表 如 下月月月月内内内内月月月月跪跪跪跪月月月月 】月月月月月月月内内内内内

14、门门门门门月月月月月月月月月月月月月月月月月内内内内内一一一一一一 一 一一排 列 法排 列 法排 列 法排 列 法排 列 法一 种 热 流 体 通 道 和 三 种 冷 流 体 通 道 中 的 任 意 两 种 之 间 存 在 六 种 可 能 的 组 合 , 即 、 、 、 和 。 在 每 一 组 合 中 , 如 果 不 允 许 出 现 温 度 交 叉 , 流 体 在 热力 学 上 可 能 达 到 的 最 低 出 口 温 度 为 下 列 两 种 流 体 中 一 种 的 入 口 温 度冷 流 体 , 如 , 中 的 。两 种 冷 流 体 中 温 度 较 高 的 一 种 , 如 中 的 。按 照 第

15、 一 种 排 列 法 , 隔 离 程 度 最 低 , 字 母 下 未 划 线 者 的 排 列 法 , 所 有 个 通 道 都同 通 道 相 邻 , 它 的 热 力 学 上 可 能 达 到 最 低 出 口 温 度 是 。 。 按 照 第 二 种 排 列 法 , 较 第 一 种 排列 法 的 隔 离 程 度 好 一 些 有 少 数 字 母 下 划 线 者 , 有 两 个 通 道 一 边 同 相 邻 , 另 一 边 同相 邻 , 因 此 有 个 通 道 的 最 低 出 口 温 度 为 , 另 个 通 道 的 温 度 为 。 按 第 三 种 排 列法 , 又 增 加 了 两 个 两 边 都 同 相 邻

16、 的 通 道 , 所 以 有 个 通 道 温 度 为 , 。 , 个 通 道温 度 为 , 另 外 个 通 道 温 度 为 。 由 表 中 可 见 冷 流 体 通 道 排 列 越 混 合 , 能 够 达 到 最低 出 口 温 度 的 通 道 的 数 目 越 少 , 致 冷 效 果 也 越 低 。表 一 种 热 流 体 和 两 种 冷 流 体 的 可 能 组 合排 列 法热 力 学 上 可 能 达 到 最 低 出口 温 度 的 流 体 的 通 道 数人第 四 种 排 列 法 的 隔 离 程 度 比 第 五 种 小 , 但 从 达 到 最 低 出 口 温 度 效 果 来 看 , 同 第 五 种 排

17、 列法 完 全 相 同 。 不 过 第 五 种 排 列 法 比 第 四 种 优 越 , 其 理 由按 第 四 种 排 列 法 , 流 体 和 的 通 道 的 问 隔 比 第 五 种 大 , 因 此 换 热 器 的 两 端 需 要较 长 的 集 流 箱 。因 膨 胀 和 收 缩 引 起 的 压 力 降 在 分 配 器 和 集 流 箱 间 以 及 在 集 流 箱 和 接 管 间 是 与 两 者的 横 截 面 积 之 比 成 正 比 关 系 , 换 热 器 两 端 较 长 的 集 流 箱 势 必 引 起 较 大 的 压 力 降 。隔 离 迭 置 排 列 法 比 较 简 单 , 可 节 约 工 程 所

18、 费 的 时 间 和 处 理 费 用 。从 上 述 的 分 析 可 见 , 一 般 的 多 股 流 体 换 热 器 采 用 混 合 迭 置 布 置 有 一 些 热 力 学 上 的 或 者 是机 械 方 面 的 缺 点 。 因 此 , 应 该 不 断 设 法 使 换 热 器 具 有 最 大 的 致 冷 效 果 , 消 除 温 度 交 叉 的 可 能性 , 并 避 免 内 部 热 耗 。 一 种 办 法 就 是 将 冷 流 体 的 各 个 通 道 尽 可 能 的 隔 离 , 如 第 五 种 排 列 法 中增 加 两 个 通 道 , 就 可 以 得 到 一 个 完 全 隔 离 的 换 热 器 。排

19、列 法这 里 个 通 道 具 有 可 能 最 低 的 出 口 温 度 场 , 个 达 到 , 个 达 到 。最 大 和 最 小 流 且多 股 流 换 热 器 , 不 同 于 两 股 流 换 热 器 那 样 一 种 流 体 的 热 量 只 能 传 给 另 一 种 流 体 , 而 在 多股 流 换 热 器 中 , 热 流 体 的 热 量 必 须 适 当 地 分 配 给 每 一 种 冷 流 体 , 使 每 一 种 流 体 都 达 到 了 所需 要 的 操 作 条 件 。 为 保 证 这 一 要 求 , 必 须 正 确 地 分 配 的 流 量 到 每 一 分 支 流 道 中 去 。 确 定 每个 支

20、流 的 最 大 和 最 小 流 量 的 方 程 式 是 根 据 下 面 的 假 设 推 导 出 来 的换 热 器 冷 流 体 通 道 是 采 用 完 全 隔 离 的 迭 置 布 置流 体 均 匀 地 分 配 到 每 一 通 道不 同 的 冷 流 体 可 采 用 不 同 的 翅 片 型 式 , 但 是 所 有 的 热 流 体 分 支 应 采 用 相 同 的 翅 片型 式 。没 有 外 部 的 热 损 失 。图 是 一 个 四 种 流 体 完 全 隔 离 的 换 热 器 示 意 图 。 热 流体 在 集 流 箱 中 被 分 为 三 个 分 支 、 和 。 这 些 分支 分 别 有 , 、 和 个

21、通 道 及 相 应 的 流 量 。 、和 。 分 支 的 流 动 方 向 同 通 道 。 中 的 流 量 为的 冷 流 体 的 方 向 相 反 , 分 支 在 热 力 学 上 可 能 达 到 的最 低 温 度 。 , 它 的 最 小 流 量 应 为图 完 全 隔 离 的 回 流体 换 热 器一 小一 。同 样 , 分 支 和 的 最 小 流 量 应 分 别 为 、户 、才,白的产、矛 、一 小一一 小 。一流 体 的 最 小 总 流 量 为, 通 小 。 过 小 盈 小 橄 小因 为 的 流 量 常 常 是 给 定 的 , 则 能 够 知 道 单 位 时 间 内 总 的 流 量 或 最 大 流

22、 量 。 用 。 表示 的 总 流 量 , 那 么 分 支 的 最 大 流 量 大 应 该 是 当 分 支 和 两 者 的 流 量 都为 最 小 时 的 流 量 。 因 此人 一 大 一 总 一 。 最 小 一 一 小同 理 我 们 还 可 得 到一 大 一 总 一 一 小 一 一 小。 称 一 总 一 一 小 一 一 小将 式 、 、 分 别 和 式 相 加 , 得人 总 一 , 一 小 一 大 一 。 橄 小一 大 一 一 小一 大 一 一 小通 道 数因 为 已 经 假 设 流 体 是 均 匀 地 分 配 到 各 个 通 道 中 , 故 一 个 分 支 中 的 流 量 是 与 该 支 流

23、 中 的 通道 数 成 正 比 的 。 根 据 这 个 关 系 , 就 得 出 下 式分 支 的 流 量的 总 的 流 量因 此 我 们 可 以 写 成 下 列 式 子分 支 的 通 道 数的 总 通 道 数一 小 小总总一 小 一 小总二 总、 、 、 ,声产产了口吸、 、尹飞 、 、 ,声户 、 、夕、总一 总总一 总总一总总一总 、了一 、户、声一 、产、了一 、 ,才、 、矛一 、声一一一人一人、一 了吸 、一 了、一矛叮、 口、一产矛卜、 、了、 、 马夕 了了 、 ,一 小 一 小一 大 二 最 大。 大 一 。 大。 大 一 大将 式 、 和 式 相 加 , 得 一 ,二 偿 瓷

24、 一将 式 、 和 代 入 式 式 、 和 代 入 式 式、 和 代 入 式 , 则 相 应 得 到总 一 人 一 小 。 一 大 一 级 小人 一 大 一 一 小一 大 一 一 ,式 和 式 、 表 明即 使 的 各 个 分 支 的 通 道 数 和 流 量 虽 然 各 不 相 同 , 但 所 有 分 支 的 流 量 和 通 道 数 目的 变 化 范 围 却 是 相 同 的 。这 些 公 式 告 诉 我 们 每 个 支 流 可 以 采 用 的 通 道 数 的 上 限 和 下 限 。 因 为 这 种 上 下 限 是根 据 热 力 学 上 可 能 达 到 的 温 度 接 近 程 度 最 大 的 假

25、 设 下 求 得 的 , 因 而 就 需 要 无 穷 大 的 传 热 面 积才 能 达 到 理 想 要 求 。 在 设 计 完 全 隔 离 的 多 股 流 换 热 器 时 , 所 采 用 的 通 道 数 应 当 处 于 两 个 极 限之 间 的 某 一 点 上 , 不 要 靠 近 上 下 限 。假 设 表 示 在 两 个 极 限 间 之 选 择 通 道 数 目 的 自 由 度 , 则 由 式 、 、 、和 我 们 得 到总 一 一 小二 总总总一 小二 总人 总总一 、一一 一一 旦 的 通 道 总 数 已 选 定 , 的 数 量 可 以 求 出 。 从 式 的 方 括 号 内 的 各 项 以

26、 及 式、 , 得 到 如 下 几 点每 个 分 支 流 都 提 供 的 一 部 分 。 各 个 支 流 提 供 的 总 和 不 仅 是 整 个 流 的 ,而 且 也 是 每 个 分 支 流 的 。如 果 各 个 冷 流 体 的 进 口 温 度 相 同 , 那 么 热 负 荷 最 小 的 支 流 提 供 的 更 大 。如 果 冷 流 体 的 进 口 温 度 可 以 自 由 选 择 , 则 进 口 温 度 愈 低 , 就 应 愈 大 。和 的 总 通 道 数 目 成 正 比 。 但 并 不 一 定 意 味 着 通 道 数 目 较 大 多 股 流 换 热器 就 能 达 到 规 定 的 热 力 学

27、性 能 。 当 冷 端 的 温 差 很 小 时 , 就 变 得 很 小 , 有 时 只 有 一 个 很 小的 分 数 。 因 此 , 假 如 , 、 是 一 个 带 分 数 , 并 且 和 最 小 的 分 数 部 分 之 和 又 小 于, 该 换 热 器 虽 可 以 操 作 , 但 不 能 达 到 所 要 求 的 性 能 。 这 个 问 题 将 在 例 题 计 算 中 加 以 说 明 。只 有 一 种 带 有 相 变 的 蒸 汽式 、 和 适 用 于 一 种 纯 液 体 或 在 冷 却 过 程 中 没 有 相 变 发 生 的 纯 蒸 汽 的热 流 体 。 如 果 流 体 有 相 变 发 生 ,

28、 则 最 小 流 量 的 一 般 方 程 式 为一 小一 恤 和 巫住 人 和 一, 、 一 一 一 典 一七 气 一 饱 和 少 卞 十 七 、 饱 和 一 , 少一 小一 和 。助入 和 一 。每 个 支 流 的 最 小 流 量 取 决 于 的 进 口 条 件 , 以 支 流 为 例如 果 在 进 口 处 是 过 热 蒸 汽 , 则 和 , , 且 一 。如 果 在 进 口 处 是 饱 和 蒸 汽 , 则 , 一 饱 和 , 分 母 中 第 一 项 不 存 在 。 ” 汀 ,一 。如 果 在 进 口 处 是 蒸 汽 和 液 体 的 混 合 物 , 分 母 中 第 一 项 消 失 , 但 。

29、如 果 在 进 口 处 是 液 体 , 一 。 。 分 母 中 第 一 、 二 项 不 存 在 , 则 式 即 简 化 为无 相 变 的 式 。具 有 相 变 的 燕 汽 混 合 物如 果 流 体 是 具 有 露 点 温 度 比 冷 流 体 的 进 口 温 度 低 的 蒸 汽 混 合 物 , 当 由 冷 却 到时 并 不 发 生 相 变 。 此 时 式 仍 然 适 用 于 计 算 支 流 的 最 小 流 量 。 同 样 原 理 也 适 用于 支 流 和 。热 负 待 时图 热 负 荷 与 流 体 温 度 的 关 系但 是 , 如 果 这 个 蒸 汽 混 合 物 的 露 点 比 的 进 口 温

30、度高 , 则 可 能 发 生 相 变 。 一 旦 的 温 度 达 到 它 的 露 点 冷 凝开 始 , 生 成 的 冷 凝 液 越 多 , 失 去 的 热 量 也 就 越 多 。 同时 , 蒸 汽 混 合 物 的 温 度 不 断 下 降 。 式 、 和不 再 适 用 。 但 是 , 借 助 于 一 图 , 它 的 最 小 流 量仍 然 可 以 求 出 的 。图 表 示 每 种 流 体 的 传 热 量 与 温 度 的 关 系 。 如 把 流体 的 冷 却 曲 线 延 伸 到 最 低 一 种 冷 流 体 的 进 口 温 度 , 显然 , 当 流 体 的 温 度 从 降 到 。 时 、 总等 于 每

31、 磅 流 体 所 放 出 的 热 量 。 当 支 流 其 温 度 从下 降 到 热 力 学 上 可 能 达 到 的 最 低 出 口 温 度 时 , 这 个 热 量 也 就 是 支 流 中 每 磅 流 体 能够 放 出 的 最 大 热 量 。 因 此 , 支 流 有 如 下 式一 小总、 总 、 。同 理 , 对 于 支 流 和, 、总总 十。 小 一 万 碧 兴 而 六 一 一 里 势 典 靶 之气 义 个 叼 少 气 少 总 只 一 议式 与 式 、 、 和 可 用 来 求 取 具 有 相 变 的 纯 蒸 汽和 带 有 相 变 蒸 汽 混 合 物 的 每 个 支 流 通 道 数 的 上 限

32、和 下 限 。换 热 器 有 效 长 度多 股 流 换 热 器 的 特 征 之 一 是 , 要 求 每 种 冷 流 体 的 有 效 长 度 应 当 互 相 配 合 , 相 差 不 超 过、 。 为 了 满 足 这 个 要 求 , 也 为 了 满 足 传 热 面 和 压 力 降 的 要 求 , 可 在 式所 规 定 的 上 下 限 基 础 上 适 当 地 改 变 翅 片 型 式 , 翅 片 高 度 , 每 时 的 翅 片 数 和 通 道 数 来 满 足 上 述的 要 求 。在 完 全 隔 离 的 多 股 流 换 热 器 中 , 如 果 金 属 的 热 阻 较 小 , 同 时 流 体 又 很 干

33、净 , 则 由 到的 热 阻 公 式 可 以 写 成。 一 。 。 刀 人 人 。 十万 一 一 二 一 一 二 一 一 厂 厂 一月虽 然 在 每 个 支 流 中 流 体 的 流 速 是 相 同 的 , 但 温 度 范 围 在 一 个 支 流 中 和 另 一 个 支 流 中 可 以不 同 。 不 过 , 这 些 差 别 都 很 小 , 因 此 , 有 理 由 假 设 流 体 的 所 有 支 流 的 传 热 系 数 是 相 同 的 ,于 是和 月 。 二 月式 则 变 成几 二 二 一 万 一 丁 一 一 丁 一 代 厂 二 一 一 一 二 一 二 二一, 。 一 。 。 月 月 。或二 二

34、下 二 一 一 一 二 , 二 尸 一 丁 一 一 万 , 丁 一 一 万 十 二 一 一 二 一 爪 厂 万 一 万 尸 】 二 一 一人 一 、 、 又 月 又 式 中 认 。 一 , 一 。 则 式 改 写 为二 一 。 人 , 十 下 万 一 二 一 万 一 二气 月月一 日一因 为一 人 。 一 人 一 和 一其 中 人 是 流 体 每 叹 长 度 内 的 总 面 积 。 于 是。 肠 二 二 、 一 丁 一 二 厂 一 一 了 甲 丁 一 气 尸 冲 二 节 , 牛 甲 丁 一 丁 一 一 二 尸 丁 一 气 产。 一 刀 到 。 月 式 是 计 算 流 体 的 有 效 长 度 的

35、 公 式 。 同 理 , 流 体 和 的 有 效 长 度 的 计 算 公 式如 下 、 不 惫 下 赫 万 瓷 丽 流 一 一 斋 硕 扁 万 瓷 十 下 溢 丽为 了 使 所 有 冷 流 体 的 有 效 长 度 互 相 配 合 , 压 降 在 允 许 的 范 围 内 , 常 常 需 要 试 算 几 次 才行 。 利 用 数 字 计 算 机 在 几 分 钟 时 间 内 , 就 可 以 确 定 满 足 全 部 要 求 的 最 经 济 的 换 热 器 参 数 。前 面 所 有 的 公 式 , 虽 然 是 由 完 全 隔 离 的 四 种 流 体 换 热 器 的 特 殊 情 况 推 导 出 来 的 ,

36、 但 对 于具 有 任 何 数 目 的 冷 流 体 及 具 有 相 等 的 或 不 相 等 的 终 端 温 度 的 换 热 器 , 也 是 能 够 应 用 的 。计 算 实 例设 计 一 个 钎 焊 铝 制 板 翅 式 换 热 器 来 处 理 下 面 三 种 流 体总 磅 时 , , 。 叭 一 一 。 ,磅 时 , , 。 一 一 “ ,磅 时 , , 。 一 一 “问 题 求 出 各 支 流 流 量 的 上 下 限 和 通 道 数 及 当 总 、 和 时 的 各 支 流 的 通 道数 和 值 及 当 时 换 热 器 能 否 达 到 所 要 求 的 性 能 热 平 衡二 英 热 单 位 时。

37、 二 英 热 单 位 时一 英 热 单 位 时最 小 流 量一 小 一 二 磅 时一 小 一 磅 时一 小 磅 时最 大 流 量, 。 一 大 一 一 磅 时 或一 一 一 磅 时一 大 一 一 一 磅 时 或一 一 磅 时试 算 总 一最 小 通 道 数。 一 小 二 一 个 通 道小 个 通 道一 小 一 个 通 道译 者 注英 热 单 位 一 泛 仟 卡 英 叭 , 研 公 斤 米 千 瓦一 一 个 通 道最 大 通 道 数最 大 一 个 通 道一 大 一 一 个 通 道试 算 人 总一 小 一 个 通 道最 小 个 通 道一 小 一 峨 个 通 道二 个 通 道一 大 个 通 道通 大

38、 二 个 通 道试 算 人 。 、一 小 一 一 个 通 道人 一 小 一 , 个 通 道一 小 一 一 个 通 道一 个 通 道人 一 大 一 一 个 通 道一 大 一 个 通 道因 为 换 热 器 冷 端 的 温 度 非 常 接 近 , 的 数 值 很 小 , 因 此 和 通 道 数 没 有 多 少自 由 度 可 选 择 。 在 试 算 中 , 应 该 分 别 采 用 和 个 通 道 。 在 试 算 中 , 。 可 采 用 ,或 个 通 道 , 相 应 的 的 通 道 数 为 , 或 。在 试 算 中 , 总 一 , 值 得 注 意 的 是 及 。 因 为 人 和人 都 必 须 是 整 数

39、 , 这 就 意 味 着 这 个 换 热 器 尽 管 从 热 力 学 上 讲 是 可 以 操 作 的 , 但 实 际 上 不 能达 到 所 需 要 的 性 能 。采 用 代 号 热 流 体 或 传 热 面 积 , 式 。 为 叹 ”, , 一 同 , 和 相 邻 的 的 支 流, , 分 另 为 冷 流 体 , 和 等 压 热 容 , 英 热 单 位 磅 。 传 热 系 数 , 英 热 单 位 八 时 叭 , “ 有 效 长 度 , 叭 通 道 数 流 体 或 其 支 流 的 热 负 荷 , 英 热 单 位 时 冷 流 体 的 热 负 荷 , 英 热 单 位 时 热 流 体 温 度 , “ 冷

40、 流 体 温 度 , “ 总 传 热 系 数 , 英 热 单 位 时 叹 , “ 流 体 的 质 量 流 速 , 磅 时 在 进 口 处 蒸 汽 状 态 的 重 量 分 数 , 无 因 次 差 额 , 受 载 的 总 的 表 面 温 度 效 应 , 无 因 次入 汽 化 潜 热 , 英 热 单 位 磅下 标, , , 分 别 为 流 体 , , 和, , 分 别 为 支 流 , 和一 , 一 , 一 分 别 为 支 流 和 流 体 , 支 流 和 流 体 和 支 流 和流 体 流 体 在 液 态 下 流 体 在 汽 态 下, , 分 别 表 示 每 磅 流 体 从 分 别 变 化 到 。 ,

41、和 热 姑 的 变 化 式和 换 热 器 热 端 换 热 器 冷 端译 自 沁 、 ” 乙 烯 冷 箱 攻 关 组多 股 流 换 热 器 的 计 算多 股 流 换 热 器在 多 股 流 换 热 器 中 , 确 定 表 面 平 均 温 差 的 问 题 是 复 杂 的 , 这 时 沿 着 设 备 长 度 的 温 度 分 布取 决 于 气 流 股 数 、 各 股 气 流 的 水 当 量 比 、 放 热 系 数 的 比 值 , 以 及 换 热 器 端 部 的 气 流 温 度 ,换 热 面 的 几 何 参 数 和 换 热 面 积 的 比 值 , 通 过 这 些 换 热 面 进 行 各 股 气 流 之 间

42、 的 热 交 换 。 在 其 它条 件 相 同 的 情 况 下 , 温 度 分 布 取 决 于 设 备 的 结 构 形 式 。每 一 种 新 型 的 多 股 流 换 热 器 的 计 算 需 要 有 单 独 的 见 解 , 并 拟 定 代 表 这 个 设 备 特 征 的 计 算关 系 式 , 下 面 介 绍 套 管 式 三 股 流 换 热 器 和 多 股 流 板 翅 式 换 热 器 积 分 温 差 的 计 算 方 法 。在 计 算 这 些 换 热 器 时 所 采 用 的 基 本 原 则 和 方 法 , 可 以 适 用 于 拟 定 其 它 结 构 形 式 多 股 流 换热 器 的 计 算 关 系

43、式 。 多 股 流 换 热 器 的 计 算 是 十 分 繁 琐 的 , 需 要 应 用 电 子 计 算 机 。“ 套 管 式 ” 三 股 流 换 热 器在 进 行 工 作 于 小 温 差 换 热 器 的 计 算 时 , 忽 略 跑 冷 损 失 将 造 成 很 大 的 偏 差 。 让 我 们 在 基 本原 则 的 基 础 上 , 建 立 考 虑 跑 冷 损 失 的 一 图 的 作 法 和 计 算 该 换 热 器 的 积 分 平 均 温 差 。取 两 个 截 面 无 限 接 近 的 换 热 器 的 微 元 段 , 在 稳 定 工 况 下 , 对 于 这 个 微 元 段 , 下 列 三 个 方程 组 是 正 确 的 一 。 。 一。这 里