蒸汽加热换热器面积计算

一、热量计算

1、一般式Q=Qc=Qh

Q=Wh（Hh,1- Hh,2）= Wc（Hc,2- Hc,1）

式中：

Q为换热器的热负荷，kj/h或kw；

W为流体的质量流量，kg/h；

H为单位质量流体的焓，kj/kg；

下标c和h分别表示冷流体和热流体，下标1和2分别表示换热器的进口和出口。

2、无相变化

Q=Whcp,h(T1-T2)=Wccp,c(t2-t1)

式中：

cp为流体平均定压比热容，kj/(kg.℃)；

T为热流体的温度，℃；

t为冷流体的温度，℃。

3、有相变化

a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=Whr = Wccp,c(t2-t1)

式中：

Wh为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）

r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）

b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热

Q=Wh[r+cp,h（Ts-Tw）] = Wccp,c(t2-t1)

式中：

cp,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；Ts为饱和液体的温度（℃）

二、面积计算

1、总传热系数K

管壳式换热器中的K值如下表：

冷流体热流体总传热系数K，w/(m2.℃）

水水850-1700

水气体17-280

水有机溶剂280-850

水轻油340-910

水重油60-280

有机溶剂有机溶剂115-340

水水蒸气冷凝1420-4250

气体水蒸气冷凝30-300

水低沸点烃类冷凝455-1140

水沸腾水蒸气冷凝2000-4250

轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020

注：

1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h

1 kcal = 4.18 kj

2、温差

（1）逆流

热流体温度T：T1→T2

冷流体温度t：t2←t1

温差△t：△t1→△t2

△tm=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）

（2）并流

热流体温度T：T1→T2

冷流体温度t：t1→t2

温差△t：△t2→△t1

△tm=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）

对数平均温差，两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。( 恒温传热时△t=T-t，例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。)

对数平均温差 因为在冷凝器 板换 一系列的换热器中 温度是变化的 为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,

当 △T1/△T2>1.7时 用公式：

△Tm=（△T1-△T2）/㏑（△T1/△T2）.

如果△T1/△T2≤1.7时，△Tm=（△T1+△T2）/2

二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。

逆流时△T1=T1-t2 △T2=T2-t1

顺流时△T1=T1-t1 △T2=T2-t2

其中：

T1 —— 热流进口温度℃          T2—— 热流出口温度

t1—— 冷流进口温度             t2——冷流出口温度

ln——自然对数

3、面积计算

S=Q/(K. △tm)

三、管壳式换热器面积计算

S=3.14ndL

其中，S为传热面积m2、n为管束的管数、d为管径，m；L为管长，m。

注：冷凝段为潜热，根据汽化热计算；冷却段为显热，根据比热容计算。