对数平均温差 (LMTD)

对数平均温差是换热器传热的驱动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热的难易程度。 在某些特殊情况下，无法计算对数平均温差。 此时，用算术平均温差代替对数平均温差。 逆流情况下介质的对数平均温差的计算方法与并流情况下的计算方法不同。 在某些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。

热长度 (F)

热长度与一侧温差和对数平均温差有关。 F = dt/LMTD

以下四种介质的物理性质对传热密度、粘度、比热容、导热系数的影响

总传热系数

总传热系数是用来衡量换热器传热阻力的参数。 传热阻力主要由传热板的材质和厚度、污垢和流体本身等因素组成。 单位：W/m2℃或kcal/h、m2℃。

压力下降

压降直接影响板式换热器的尺寸。 如果允许压降较大，换热器的成本可能会降低，但泵的功率会损失，运行成本会增加。 一般来说，在水-水热交换的情况下，允许的压降一般为20-是可以接受的。

污垢因子

与壳管式换热器相比，板式换热器中水的流动处于高湍流状态，相同介质的结垢系数远小于板式换热器。 在无法确定水体污垢系数的情况下，计算时可预留10%的余量。

计算方法 热负荷可用下式表示：

Q = m·cp·dt

Q = k·A·LMTD

Q = 热负荷 (kW)

m = 质量流量 (kg/s)

cp = 比热 (kJ/kg °C)

dt = 介质进出口温差（°C）

k = 总传热系数 (W/m2 °C)

A = 传热面积 (m2)

LMTD = 对数平均温差

总传热系数使用以下公式计算：

在：

k=总传热系数（W/m2℃）

α1 = 一次测量的传热系数（W/m2℃）

α2 = 一次测量的传热系数（W/m2℃）

δ = 传热板厚度 (m)

λ = 板材的导热系数 (W/m ℃)

R1、R2分别为两侧污垢系数（m2℃/W）

α1和α2可以通过准则公式得到。

传热效率与传热元件数法

在传热计算中，传热速率方程和热流平衡将换热器和传热流的参数联系起来。 当工艺流的流量、进、出口温度已知时，可按上面介绍的方法计算平均传热温差△tm和热流量Q，从而得到所需的传热面积A。设计型计算问题。

但是，当两股流的流量、入口温度、传热面积、传热系数K给定后，很难用解析的方法直接确定两股流的出口温度。 通常需要试错法。 这类问题就是前面提到的运算计算问题。 对此，如果采用Case和在1955年推导出的传热效率和传热单元数，无需反复试验即可方便地求得解。

什么是板式换热器

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片组成的高效换热器。 各种板片之间形成细长的矩形通道，通过板片进行热交换。 板式换热器是液-液、液-气热交换的理想设备。 具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻便、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。 在相同压力损失的情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积是管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%。

板式换热器主要有两种类型：框架式（可拆式）和钎焊式。 板形主要有人字波纹板、水平平波纹板和瘤形板。

板式换热器传热系数及阻力分析

换热器中常用的“传热积”和“传热系数”等谓词山东不锈钢换热管换热系数多少，是具有特定含义的习惯名称。 因为换热器隔墙两侧的表面积可能不同，所以所谓“换热器的传热面积”实际上是指某一侧的约定表面积。 接触壁面的表面积称为换热器的传热面积，相对于传热积，单位时间、单位积、单位温差的热流量称为换热器的传热面积热交换器。 积，因此传热系数也与商定的副产品有关。 在换热器的构造和估算中使用“传热积”和“传热系数”很方便。 在转换器的传热分析中，使用传热电阻 1/(KA)。 板式换热器的热阻计算公式如下：

1/KA=1/AW (1/ 1+yF1+8/h+yF2+1/2)

式中，K——传热系数，W/m2C

A——表面积，m2

AW——平墙面积，m2

8—板厚，m2 C/W

yF——结垢系数，m：C/W。

下标：1——与流体1接触的一侧； 2——与流体 2 接触的一侧。

传热系数

1、对于湍流状态，不同形状板片的传热规律大体可以归纳为：

Nu = (u / Hw) P

式中，Nu和Re中的特征尺寸采用当量直径d，d=4Wb / (2W+2b)

W——板宽，m；

b——板间距，m

c、n、m、p值的大致范围如下：

c=0.15~0.40, n=0.65~0.85

m=0.30~0.45（通常为1/3），p=0.05~0.20

林杰的雷诺数约为10~400，视板材形状而定。

2、对于层流状态，板片的传热规律可概括为：

Nu=C(RePrd/L)n(u/pw)p

在公式中，c。 n和p取值范围一般为c=1.86~4.50，n=0.25~0.33，p=0.1~0.2

（通常为 0.14）

L——板的长度，m。

由于板片形状复杂，必须以试验确定的传热规律作为板式换热器传热计算的依据。

板式换热器的计算方法

板式换热器的计算是一个比较复杂的过程。 目前比较流行的方法有对数平均温差法和NTU法。 在计算机还没有普及的时候，厂家大多采用计算参数的近似估计和流量-总传热系数曲线的估计。 目前越来越多的厂家采用计算机计算，使板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。 下面简单介绍无相变时板式换热器的一般计算方法。 这种方法是基于传热和压降准则相关性的设计计算方法。

板式换热器的选型计算需要以下五个参数：

总传热量（单位：kW）。

一次侧、二次侧进出水温度

一次侧和二次侧的允许压降

工作温度

最大工作压力 如果已知传热介质的流量、比热容和进出口温差，就可以计算出总传热量。

温度

T1 = 热侧入口温度

T2 = 热侧出口温度

t1 = 冷侧入口温度

t2=冷端出口温度

热负荷

热流平衡公式反映了热交换过程中两种流体温度变化的关系。 当换热器绝热良好且无热量损失时，对于稳态传热过程，热流平衡关系为：

（热流体释放的热流）=（冷流体吸收的热流）

在热平衡计算中，有相变和无相变的传热过程的表达方式不同。

(1)无相变传热过程

在公式

Q——冷流体吸收或热流体释放的热流量山东不锈钢换热管换热系数多少，W；

mh、mc——冷热流体的质量流量，kg/s；

Cph、Cpc——恒压下冷热流体的比热容，kJ/(kg·K)；

T1、t1————冷热流体进口温度，K；

T2，t2——冷热流体的出口温度，K。

(2)存在相变传热过程

在两股流之间的热交换过程中，如果一侧流发生相变，如蒸汽冷凝或液体沸腾，则热流平衡公式为：

一侧相变

流的两侧发生相变，例如一侧冷凝而另一侧沸腾的传热过程

在公式

r, r1, r2 —— 流的相变热，J/kg；

D、D1、D2——–相变物料流量，kg/s。

对于过冷流或过热流发生相变时的热流平衡计算，应按上述方法分段求和计算。