热交换器的计算：该示例。 有关的面积计算，热交换器的力量

换热器的计算现在只需不到五分钟。 通常生产和销售此类设备的任何组织让每个人都有自己的招聘计划。 它可以免费从该公司的网站上下载或他们的技术人员将来到你的办公室并安装免费的。 然而，由于这种计算的结果是正确的，我们可以信任他，不是聪明的，如果制造商在其竞争对手的投标战？ 检查电子计算器需要知识或换热器的计算现代方法至少理解。 让我们试着理清细节。

什么是换热器

之前进行热交换的计算，让我们记住，什么样的这样的设备吗？ Teplomassoobmennyh装置（又名热交换器，也被称为 热交换装置 或TOA） -用于从一个冷却剂的热传递到另一个装置。 在该过程中冷却剂温度的变化也改变它们的密度，因此，质量指数的物质。 这就是为什么这些过程如热与质量传递提及。

类型的热传递的

现在让我们来谈谈 传热类型 -只有三个。 辐射 - 通过辐射传输的热量。 作为一个例子，我们可以回想一下上一个温暖的夏天的一天在沙滩上日光浴。 即使这些热交换器可以在市场上（管空气预热器）中找到。 然而，最经常用于家庭取暖，房间在公寓我们购买石油或电加热。 这是另一种类型的热传递的一个例子 - 对流。 对流是自然的，非自愿（提取物，并在框应热交换器）或与机械驱动器（配有风扇，例如）。 后一种类型是有效得多。

然而，热传递的最有效的方法 - 是热导率，或者，因为它是所谓的，传导（英语的传导 - “电导率”）。 谁去持有热交换器的热设计任何工程师，首先思考如何在最小的空间内选择高效设备。 并设法实现这一目标是通过传导。 这方面的例子是最有效的迄今为止TOA - 板热交换器。 板TOA通过定义 - 即通过壁从冷却剂到另一个传递热量将它们分开的热交换器。 两种介质与选定的真实材料一起，和他们的个人资料平板上选择，同时保持在处理所需要的原始技术特性，以尽量减少硬件厚度尺寸之间的最大可能的接触面积。

类型的热交换器

在你进行热交换的计算是由它的类型决定。 所有TOA可分为两大类：回热式及蓄热式换热器。 它们之间的主要区别如下：在TOA回热交换通过所述壁分隔两个热介质发生，和进来在两个蓄热介质彼此接触，往往需要在特殊隔板随后的混合和分离。 再生式热交换器被分为热交换器和与喷嘴（固定事件或中间）混合。 粗略地说，热一桶水，在寒冷的竖起，或热茶一杯，在冰箱（从来不这样做！）把冷却 - 这是这种混合TOA的一个例子。 甲浇注茶碟和冷却，所以我们得到与喷嘴一个再生式热交换器的一个例子（茶托，在该示例起着喷嘴部分），其首先与环境空气接触，并需要它的温度，并且然后选择的倾的热的部分到它热茶寻求双方媒体引发热平衡模式。 然而，正如我们已经找到了更有效地利用热传导将热量从一个介质传热方面转移到另一个，因此，更加有用（和广泛使用的）TOA今天 - 当然，疗养。

热和结构计算

再生热交换器的任何计算可以基于热，液压和强度计算的结果进行说明。 他们是根本，对新设备的设计不可缺少的技术是计算同一类型的设备线的后续机型的基础。 热TOA计算的主要任务是确定用于热交换器的稳定操作所需要的热交换表面面积并保持媒体出口的所需的参数。 经常在这样的计算工程师给出的未来设备（材料，直径的管，板，尺寸，束的几何形状，类型和材料翅片等人）的重量和尺寸特性的任意值，但是经过耐热通常进行建设性计算热交换器。 毕竟，如果第一步骤工程师认为是必要的表面积对于给定直径的管，例如为60毫米，和热交换器的长度从而开启约六十米，是合乎逻辑的假设过渡多级热交换器或管束类型，或以增加管的直径。

水力计算

液压或液压机械和空气动力学的计算执行以识别并在热交换器优化液压（空气动力学的）的压力损失，并计算能量消耗，以克服这些问题。 任何路径，信道或管道用于加热介质通道的计算面对人类的主要任务 - 在现场加强热交换过程。 也就是说，一个中等必须通过，另一种是在其过程中的最小间隔，以获得尽可能多的热量。 这通常在开发翅片表面的形式施加额外的热交换表面（对于边界层子层的分离和增强流动湍流）。 在液压损失最佳平衡关系，热交换表面，重量和尺寸特性，并且将取出的热输出的区域为聚集体热，液压和建设性TOA计算的结果。

验算

热交换器的验证是在其中需要铺设任何热交换表面面积的功率储备的情况下进行。 储备出于不同的原因，并在不同情况下的表面，如果是这样的职权范围要求，如果制造商决定作出额外的保证金是完全肯定这个热量会在政权被释放，并尽量减少在计算中的误差。 在一些情况下，需要用于在其他（蒸发器，节能器）四舍五入结构尺寸的结果保留 容量的计算 是专门引入余量表面上存在于该制冷回路中的压缩机的油污染的换热器。 是的，水质较差，必须考虑到。 一段时间后，热交换器的运行平稳，尤其是在高的温度下，浮渣沉降热交换设备的表面上，降低了热传导系数，并且不可避免地导致寄生热起飞的降低。 因此主管工程师，热交换器“水 - 水”的计算，特别注重换热表面的额外储备。 验算，以了解如何选择的设备将在其他次要模式下工作花。 例如，在中央空调 （空气供给装置）加热器在寒冷的季节使用的第一和第二加热，并且经常涉及夏季用于冷却供给空气供给冷水到空气中的热交换管。 他们将如何运作，什么会给参数来评价跨度计算。

研究预测

研究TOA计算热计算和验证的结果的基础上进行的。 他们是必要的，作为一项规则，以使最新修订设计的装置结构。 它们还执行以纠正任何方程中实现的计算模型TOA凭经验获得（实验数据）铺设。 进行研究涉及几十个，有时上百个计算由专项规划，制定并根据数学理论在生产中实施的计算的实验设计。 根据该研究结果揭示了不同的条件和性能指标TOA物理量的影响。

其他计算

的换热面积的计算中，不要忘记的材料的电阻。 强度计算TOA包括检查电压的投影单元，扭转附着到允许工作时刻细节和热交换器的未来的节点。 随着产品的最小尺寸应牢固，稳定，确保在各种安全运行，即使在最艰苦的条件。

动态计算被执行以确定在可变操作模式热交换器的各种特性。

换热器设计的类型

在设计间壁式TOA可分为一个足够大的数量的组。 最公知和广泛使用的 - 的板式热交换器，空气（翅片管），管壳式换热器“在管管道”，壳板，以及其他。 有更多的高度专业化的和外来的类型，例如，螺旋形（耳蜗交换）或刮刀，其与粘性或非牛顿流体，以及许多其他类型的工作。

热交换器“管中管”

考虑热交换器“在管筒”的简单的计算。 在结构上，这种类型的TOA的最大程度地简化。 在启动过程中内管装置，通常是热的热传递流体，以尽量减少损失，并进入壳体或到外管，冷却剂的冷却运行。 工程任务在这种情况下减少了所计算的热交换表面面积的和预定的直径的基础上，热交换器的长度的确定。

值得一并称在热力学引入了一个理想的热交换器的概念，即无限长单元，其中，冷却剂在计数器工作，充分触发温度差之间。 设计“管道管”最接近满足这些要求。 如果运行逆流传热液体，这将是所谓的“反现实”（而不是跨在板TOA）。 温度压力最有效地触发时交通组织。 然而，在执行热交换器的“管中管”的计算应当是现实的，而不是关于物流部件，以及安装的难易程度忘记。 evrofury长度 - 13.5米，不适合打滑和安装设备等长度的所有技术设施。

壳和管式热交换器

因此，这种装置的计算的一部分平稳地流入的计算管壳式换热器。 这个装置，其中所述管束是在一个单一的壳体（外壳），由不同的冷却剂洗涤，取决于目的地设备。 在电容器中，例如，在制冷剂套运行，并且水 - 在管中。 交通的这种方法环境更容易和更有效的控制单元的操作。 在蒸发器，反之，在制冷剂沸腾在管，并且它们用冷却的液体（水，盐水，乙二醇等）。 因此，计算管式换热器被减少，以最小化设备的尺寸。 与壳体的直径，该直径和数量和长度内管装置工程师的打进入热交换表面面积的计算值。

空气热交换器

其中最常见的是迄今为止换热器 - 翅片管换热器。 他们被称为线圈。 在那里它们被不仅调整范围从冷风机（来自英文。范+线圈，即，“风扇” +“线圈”）在从热烟道气和传送分割系统巨烟道气体换热器（热量选择内部块它用于加热）在CHP锅炉。 这就是为什么线圈器的计算依赖于应用程序，其中热投产。 安装在腔室冲击冻肉工业空气冷却器（VOPy），在低温下和在食品冷冻的其它目的冰柜，要求在其设计有一定的结构特征。 薄片（翅片）之间的距离应当最大，以增加除霜循环之间的连续操作的时间。 对的DC（数据中心）汽化器，相反，能够实现更紧凑的夹紧mezhlamelnye距离到最小。 这种换热器在“纯区”，通过细过滤器所包围操作（高达HEPA级），但是，这种计算是在最小化的总体尺寸为重点进行的管式热交换器的。

板式换热器

对于板式换热器目前稳定的需求。 根据它的结构设计，它们完全衬垫和半焊，和mednopayanymi nikelpayanymi，焊接并钎焊扩散法（无焊料）。 板式换热器的热设计是足够柔性的，而不是特别难以工程师。 选择过程可以播放类型的板，深槽形成，鳍型，钢材厚度，不同的材料，最重要的 - 不同尺寸的设备的许多标准尺寸的模型。 这种换热器是低和宽（用于水的蒸汽加热）或高而窄（分离的热交换器用于空气调节系统）。 它们通常使用的，并与相变，即作为冷凝器，蒸发器，蒸汽冷却器，predkondensatorov等的培养基。D.执行以双相模式，比“液 - 液”的热交换器稍微用力操作热交换器的热设计，但对于经验丰富的工程师这个问题是可以解决的，没有特别的困难。 为了方便这些计算现代工程设计人员使用计算机数据库，在这里你可以找到很多的必要信息，包括任何条纹模式中的任何制冷剂的相图，例如，程序CoolPack。

计算例热交换器

计算的主要目的是必要的热交换表面面积的计算。 热（制冷）功率通常在职权范围的规定，但在我们的例子中，我们将计算和她，因为，比如说，要求规范的检查。 有时也会发生，原来的数据能爬行错误。 一个主管工程师的任务 - 这个错误查找和修复。 作为一个例子，执行的计算板式热交换器“液 - 液”。 让它在高层建筑物中的分离器电路（压力断路器）。 为了减轻设备上的压力，摩天大楼的建设经常使用这种方法。 在热交换器的一侧有水在入口处Tvh1 = 14个ᵒS和出口Tvyh1 = 9个ᵒS，以及流量G1 = 14为500kg /小时，并且在其他 - 也是水，但在这里使用以下参数：Tvh2 = 8个ᵒS， Tvyh2ᵒS= 12，G2 = 18125公斤/小时。

必要的功率（Q0）计算热平衡公式（见上面的图中，式7.1 ..），其中Cp - 比热容量（表值）。 进行计算的简单起见，这些值取热容量EOT = 4.187 [千焦耳/公斤*ᵒS]。 我们认为：

Q1 = 14 500 *（14 - 9）* 4.187 = 303557.5 [千焦/小时] = W = 84.3 84321.53千瓦 - 在所述第一侧和

Q2 = 18 125 *（12 - 8）* 4.187 = 303557.5 [千焦/小时] = W = 84.3 84321.53千瓦 - 在第二侧上。

需要注意的是，根据式（7.1），Q0 = Q1 = Q2，而不管进行的计算的哪一侧的。

此外，主热传导方程（7.2）中，我们发现了必要的表面积（7.2.1），其中k -热传递系数（假定等于6350 [W / ^{平方米]），}和ΔTsr.log。 - 均值温差，由式（7.3）计算值：

？吨sr.log。 =（2 - 1）/ LN（2/1）= 1 / LN2 = 1 / 0.6931 = 1.4428;

F是=六千三百五十○分之八万四千三百二十一* 1.4428 = 9.2Hz m ²以下^。

另外，在传热系数是未知的情况下，计算略微复杂的板式热交换器。 式（7.4）被认为是雷诺数其中ρ -密度[千克/ ^{立方米]，η} -动态粘度，[N * S / M ^2]，V -在导管的介质的速度[米/秒]，D厘米 - 可湿性孔径[M]。

从表中我们所追求的所需的值普朗特[PR]，和式（7.5），我们得到努塞尔数，其中n = 0,4 - 液体加热条件，并且n = 0,3 - 在液体条件下进行冷却。

此外，式（7.6）的计算热传递系数从冷却剂到每个壁，并且假定式（7.7）是其中在式（7.2.1）来计算热交换表面面积在取代的传热系数。

在上式中，λ - 热传导系数，ϭ - 每个热传递壁的传热系数 - 通道壁，α1和α2的厚度。