板式换热器的选型计算涉及多个参数和公式,以下是一个基本的计算流程和公式:
1. 热负荷计算
热负荷 \( Q \) 是指换热器需要传递的热量,计算公式为:
\[ Q = cm\Delta t \]
其中:
\( Q \) 是热负荷(kcal/h)
\( c \) 是介质的比热(Kcal/Kg.℃)
\( m \) 是介质的质量流量(Kg/h)
\( \Delta t \) 是介质进出口温差(℃)
2. 换热面积计算
换热面积 \( A \) 是决定换热器尺寸的重要参数,计算公式为:
\[ A = \frac{Q}{K\Delta tm} \]
其中:
\( A \) 是换热面积(㎡)
\( Q \) 是热负荷(kcal/h)
\( K \) 是传热系数(Kcal/㎡.℃)
\( \Delta tm \) 是对数平均温差
3. 板数计算
板数 \( N \) 是板式换热器中板片的数量,计算公式为:
\[ N = \frac{A}{S} \]
其中:
\( N \) 是板数
\( A \) 是换热面积(㎡)
\( S \) 是单板面积(㎡)
4. 型号和规格选择
根据前面确定的参数,可以从各个厂家的产品中选择适合的型号和规格。选择时要考虑板式换热器的材质、耐压能力、耐腐蚀能力等因素。
5. 压降计算
板式换热器的压降 \( \Delta p \) 是流体通过换热器时的压力损失,计算公式为:
\[ \Delta p = \frac{F\Delta v^2}{2} \]
其中:
\( \Delta p \) 是压降(Pa)
\( F \) 是换热面积(m²)
\( \Delta v \) 是板间流速(m/s)
6. 计算方法选择
板式换热器的计算方法主要有对数平均温差法(LMTD法)和NTU法。选择哪种方法取决于具体的应用场景和计算精度要求。
7. 示例计算
假设需要将水从20℃加热到70℃,流量为10m³/h,比热为4.18 Kcal/Kg.℃。
热负荷 \( Q = 10 \times 4.18 \times (70 - 20) = 209000 \text{ kcal/h} \)
换热面积 \( A = \frac{209000}{175 \times 50} = 2.45 \text{ m}^2 \)
板数 \( N = \frac{2.45}{0.01} = 245 \text{ 片} \)
总结
板式换热器的选型计算需要综合考虑热负荷、换热面积、板数、型号和规格、压降等多个参数。通过上述公式和步骤,可以系统地进行计算和选型,确保换热器的性能和效率满足工艺要求。