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管式換熱器換熱面積(A)的核心計算公式為:
??A = Q / (K × ΔT?)??
式中參數詳解:
??1. 熱負荷 Q(W)??
即需傳遞的總熱量,由工藝需求決定:
??Q = M × C? × ΔT??
??M??:流體質量流量(kg/s)
??C???:流體定壓比熱容(J/(kg·℃))
??ΔT??:流體進出口溫差(℃)
??2. 總傳熱系數 K(W/(m2·℃))??
??關鍵難點??:需綜合計算管程(內)與殼程(外)對流、污垢及管壁導熱:
??1/K = 1/h? + R?? + (d? ln(d?/d?))/(2λ) + R?? + d?/(h? d?)??
??h?, h???:管程/殼程對流換熱系數(與流速、物性相關)
??R??, R????:管內/外側污垢熱阻(m2·℃/W)(查手冊經驗值)
??d?, d???:換熱管內徑、外徑(m)
??λ??:管壁導熱系數(W/(m·℃))
??3. 平均溫差 ΔT?(℃)??
??優先采用對數平均溫差(LMTD)??:
??ΔT? = (ΔT? - ΔT?) / ln(ΔT?/ΔT?)??
ΔT?, ΔT?:兩端溫差(逆流時:熱端ΔT?= T??? - T???, 冷端ΔT?= T???? - T???)
??非逆流工況(如折流)??:需乘以 ??修正系數F(≤1)??(查LMTD修正圖)
??
關鍵步驟總結??:
計算熱負荷 ??Q??(基于工藝流量與溫差)
估算總傳熱系數 ??K??(結合流體物性、流速、污垢)
計算對數平均溫差 ??ΔT???(區分流動方式)
代入公式 ??A = Q / (K × ΔT?)?? 得理論面積
??實際設計面積 = 理論面積 × 安全系數(通常1.1~1.3)??
??注??:管式換熱器面積通常按 ??管外表面?? 計算(d?為準),若設計軟件中指定其他基準需統一。
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