板翅式换热器设计算新.pptx

2板翅式热交换的设计计算1)几何尺寸计算2)翅片效率和翅片表面总效率3)传热量和传热系数计算4)换热系数的计算5)压力损失计算

首先应根据所给定的工作条件，包括热负荷、允许压降、流体特性、有无相变、温差大小、最高工作压力等因素，选定翅片型式和规格，然后才可进行以下的计算。1）几何尺寸计算图3.35为板翅基本单元的结果尺寸图。其中：H——翅片高；——翅片厚度；s——翅片间距；——单元的有效长度；B——单元的有效宽度；x——内距；y——内高。

（1）当量直径对于每个（层）单元，通道的自由流通面积为（2）通道的自由流通面积An层板束的通道的自由流通面积（3）传热面积n层通道的总传热面积n层通道的一次传热面积n层通道的二次传热面积

2）翅片效率和翅片壁面总效率（1）翅片效率（2）翅片壁面总效率

图3.36（b）表示板翅式热交换器中冷、热两流体之间热量传递通过翅片及隔板的情况及翅片表面上的温度分布。由隔板直接传递的热量通过隔板表面传给流体，它可表示为（1）翅片效率式中——隔板表面与流体间对流换热系数；F1——一次传热面积，指隔板表面的传热面积；——隔板表面温度；——流体温度。

式中——翅片表面与流体间对流换热系数，可认为与上式中a值相同；——二次传热面积，指翅片表面的传热面积；——翅片表面平均温度。沿翅片传入的热量Q2，将通过翅片表面与流体之间对流换热而传给流体，它可表示为

式中——翅片效率。

翅片效率的意义表示了翅片的实际传热量（在翅片表面平均温度下）和理想的最大可能传热量（在翅根温度下）之比。在数值上，它等于二次传热面的实际平均温差和一次传热面的传热温差之比值。定义：

根据肋片导热的热平衡方程和傅立叶定律，推导得：翅片效率可通用性地表示为式中b的数值称为“定型尺寸”，随冷、热通道的不同排列而不同。式中：????同时考虑了对流和污垢热阻后的复合换热系数。

对于两股流的板翅式热交换器，通道中的传热具有对称性时：图中b表示冷通道的“定型尺寸”，实质上代表二次表面热传导的最大距离。

当流体之间温差较大时，宜选用平直翅片，温差较小的情况选用锯齿形翅片；若流体的黏度较大，如油等，宜用锯齿形翅片以增加扰动；如在流体中含有固体悬浮物时，宜选用平直翅片；如在传热过程中有相变的冷凝、蒸发等情况，宜选用平直或多孔翅片。在空分设备中，可逆式热交换器大多选用锯齿形翅片，既强化气流放热，又便于水分和二氧化碳的析出和清除，而冷凝蒸发器（主冷器）大多采用多孔翅片，以避免杂质结晶的局部集结和破坏冷凝膜的边界层。应根据最高的工作压力、传热能力、允许压力降、流体性能、有无流体的相变及冷、热两流体对流换热系数大小等因素考虑。翅片形式的选择

为了有效地发挥翅片的作用，使其有较高的翅片效率或传递较多的热量，在对流换热系数大的场合，往往选用低而厚的翅片；而在换热系数小的场合，选用高而薄的翅片为宜。当参加换热的两种流体的换热系数相差悬殊时，除了采取上述措施外，还可以采取换热系数小的一侧A用两个通道，而换热系数大的一侧B用一个通道，即AABAABAAB…的复叠布置形式，以加大A侧的传热面积。翅片形式的选择

对于两股流的热交换器，当一个热通道和一个冷通道间隔排列时（2）翅片壁面总效率可以写出一个以总传热面积F=F1+F2为基准的传热方程式所以

由上式可见，翅片壁面总效率的物理意义是，把二次传热面和一次传热面同等看待，认为都处于一次传热面的传热温差下时，对总传热面所应打的折扣。翅片壁面总效率因为所以?上式翅片壁面总效率的表达式适用于冷、热流体通道一一间隔排列时。

翅片壁面总效率和翅片几何参数及换热系数的关系：

当流体A的一个通道与流体B的两个通道间隔排列，即ABBABBABB…排列时，翅片表面总效率的计算式与冷、热流体通道一一间隔时就有所不同。A通道计算式同上，通过类似分析计算，对两个B通道而言可以得出：上式可理解为当两个通道排列在一起时（如B通道）的一次传热面，有一半（即两个B通