蒸汽加熱換熱器面積計算

一、熱量計算

1、一般式Q=Qc=Qh

Q=Wh（Hh,1- Hh,2）= Wc（Hc,2- Hc,1）

式中：

Q為換熱器的熱負荷，kj/h或kw；

W為流體的質量流量，kg/h；

H為單位質量流體的焓，kj/kg；

下標c和h分別表示冷流體和熱流體，下標1和2分別表示換熱器的進口和出口。

2、無相變化

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

式中：

cp為流體平均定壓比熱容，kj/(kg.℃)；

T為熱流體的溫度，℃；

t為冷流體的溫度，℃。

3、有相變化

a.冷凝液在飽和溫度下離開換熱器，Q=Whr = Wccp,c(t2-t1)

式中：

Wh為飽和蒸汽（即熱流體）冷凝速率（即質量流量）（kg/s）

r為飽和蒸汽的冷凝潛熱（J/kg）

b.冷凝液的溫度低于飽和溫度，則熱流體釋放熱量為潛熱加顯熱

Q=Wh[r+cp,h（Ts-Tw）] = Wccp,c(t2-t1)

式中：

cp,h為冷凝液的比熱容（J/（kg/℃））；Ts為飽和液體的溫度（℃）

二、面積計算

1、總傳熱系數K

管殼式換熱器中的K值如下表：

冷流體熱流體總傳熱系數K，w/(m2.℃）

水水850-1700

水氣體17-280

水有機溶劑280-850

水輕油340-910

水重油60-280

有機溶劑有機溶劑115-340

水水蒸氣冷凝1420-4250

氣體水蒸氣冷凝30-300

水低沸點烴類冷凝455-1140

水沸騰水蒸氣冷凝2000-4250

輕油沸騰水蒸氣冷凝455-1020

注：

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

1 kcal = 4.18 kj

2、溫差

（1）逆流

熱流體溫度T：T1→T2

冷流體溫度t：t2←t1

溫差△t：△t1→△t2

△tm=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）

（2）并流

熱流體溫度T：T1→T2

冷流體溫度t：t1→t2

溫差△t：△t2→△t1

△tm=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）

對數平均溫差，兩種流體在熱交換器中傳熱過程溫差的積分的平均值。( 恒溫傳熱時△t=T-t，例如：飽和蒸汽和沸騰液體間的傳熱。)

對數平均溫差 因為在冷凝器 板換 一系列的換熱器中 溫度是變化的 為了我們更好的選型計算所以出來一個相對準確的數值,

當 △T1/△T2>1.7時 用公式：

△Tm=（△T1-△T2）/㏑（△T1/△T2）.

如果△T1/△T2≤1.7時，△Tm=（△T1+△T2）/2

二種流體在熱交換器中傳熱過程溫差的積分的平均值。

逆流時△T1=T1-t2 △T2=T2-t1

順流時△T1=T1-t1 △T2=T2-t2

其中：

T1 —— 熱流進口溫度℃          T2—— 熱流出口溫度

t1—— 冷流進口溫度             t2——冷流出口溫度

ln——自然對數

3、面積計算

S=Q/(K. △tm)

三、管殼式換熱器面積計算

S=3.14ndL

其中，S為傳熱面積m2、n為管束的管數、d為管徑，m；L為管長，m。

注：冷凝段為潛熱，根據汽化熱計算；冷卻段為顯熱，根據比熱容計算。