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管式換熱器換熱面積(A)的核心計(jì)算公式為:
??A = Q / (K × ΔT?)??
式中參數(shù)詳解:
??1. 熱負(fù)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(zhì)量流量(kg/s)
??C???:流體定壓比熱容(J/(kg·℃))
??ΔT??:流體進(jìn)出口溫差(℃)
??2. 總傳熱系數(shù) K(W/(m2·℃))??
??關(guān)鍵難點(diǎn)??:需綜合計(jì)算管程(內(nèi))與殼程(外)對(duì)流、污垢及管壁導(dǎo)熱:
??1/K = 1/h? + R?? + (d? ln(d?/d?))/(2λ) + R?? + d?/(h? d?)??
??h?, h???:管程/殼程對(duì)流換熱系數(shù)(與流速、物性相關(guān))
??R??, R????:管內(nèi)/外側(cè)污垢熱阻(m2·℃/W)(查手冊(cè)經(jīng)驗(yàn)值)
??d?, d???:換熱管內(nèi)徑、外徑(m)
??λ??:管壁導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·℃))
??3. 平均溫差 ΔT?(℃)??
??優(yōu)先采用對(duì)數(shù)平均溫差(LMTD)??:
??ΔT? = (ΔT? - ΔT?) / ln(ΔT?/ΔT?)??
ΔT?, ΔT?:兩端溫差(逆流時(shí):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(shù)F(≤1)??(查L(zhǎng)MTD修正圖)
??
關(guān)鍵步驟總結(jié)??:
計(jì)算熱負(fù)荷 ??Q??(基于工藝流量與溫差)
估算總傳熱系數(shù) ??K??(結(jié)合流體物性、流速、污垢)
計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差 ??ΔT???(區(qū)分流動(dòng)方式)
代入公式 ??A = Q / (K × ΔT?)?? 得理論面積
??實(shí)際設(shè)計(jì)面積 = 理論面積 × 安全系數(shù)(通常1.1~1.3)??
??注??:管式換熱器面積通常按 ??管外表面?? 計(jì)算(d?為準(zhǔn)),若設(shè)計(jì)軟件中指定其他基準(zhǔn)需統(tǒng)一。
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