換熱器相關知識

換熱器相關知識

簡介付玉龍沈陽潤通機電安裝工程有限公司三個基本自然規(guī)律1，熱量總是從熱介子傳向冷介質2，兩種介質只要有溫差就會有傳熱發(fā)生3，除去散熱損失，熱介質失去的熱量總等于冷介質得到的熱量傳熱過程的基本方式1，熱輻射：物體因自身的溫度而具有向外發(fā)射能量的本領，這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。熱輻射雖然也是熱傳遞的一種方式，但它和熱傳導、對流不同。它能不依靠媒質把熱量直接從一個系統(tǒng)傳給另一系統(tǒng)。熱輻射以電磁輻射的形式發(fā)出能量，溫度越高，輻射越強。輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，在500℃以至更高的溫度時，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射。熱輻射是遠距離傳熱的主要方式，如太陽的熱量就是以熱輻射的形式，經(jīng)過宇宙空間再傳給地球的。2，導熱：導熱指物體中有溫差時由于直接接觸的物質質點作熱運動而引起的熱能傳遞過程。

熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或由一個系統(tǒng)傳到另一系統(tǒng)。熱傳導是固體中熱傳遞的主要方式。在氣體或液體中，熱傳導過程往往和對流同時發(fā)生。各種物質的熱傳導性能不同，一般金屬都是熱的良導體，玻璃、木材、棉毛制品、羽毛、毛皮以及液體和氣體都是熱的不良導體，石棉的熱傳導性能極差，常作為絕熱材料。3，對流：對流指由流體(液體、氣體)中溫度不同的各部分相互混合的宏觀運動而引起的熱傳遞現(xiàn)象。

由于引起流體流動的動力不同，對流的類型可分為：

（1）．自由對流：由溫度差形成的對流。

（2）．受迫對流：由外力作用形成的對流。受迫對流在傳遞熱量的強度方面要大于自由對流。加大液體或氣體的流動速度，能加快對流傳熱。熱交換的形式1，直接換熱：兩種換熱介質直接接觸。例如在冷卻塔中水和空氣直接接觸換熱。2，間接換熱：兩種換熱介質之間不接觸，有隔板隔開。例如：兩種介質在板式換熱器中換熱。傳熱相關名詞簡介溫度溫度:是描述物體冷熱程度的一個狀態(tài)參數(shù).1，熱力學溫度:單位是開爾文,符號是K.2，攝氏溫度:單位是攝氏度,符號為°C.備注：熱力學溫度=攝氏溫度+273.15壓力壓力:單位面積上所受的垂直力稱為壓力絕對壓力=大氣壓力+表壓力壓力的單位:1牛頓每平方米=1Pa(帕)1MPa=106Pa1bar=0.1MPa1bar=1.01972kgf/cm21kgf/cm2=10mH2O熱量?熱量:通過熱力系邊界所傳遞的除功以外的能量.?熱量的單位:焦耳(J),千焦(kJ),卡(cal),千卡(Kcal)?1焦耳=0.239卡?1瓦特(w)=1焦耳J/秒s?1KW=860Kcal/h?1萬千卡/小時=11.63KW備注：通常所說1噸的鍋爐指的是發(fā)熱量為60萬大卡，約為670KW比熱及密度?比熱:單位質量的介質溫度每升高或降低1度所需要吸收或放出的熱量.?水的比熱:1Kcal/Kg°C=4.18KJ/Kg°C密度:單位容積內(nèi)工質的質量,單位：kg/m3.例如水密度：1000kg/m3※噸和公噸：中國都是1000千克；英美噸是1016千克,公噸是1000千克

粘度和導熱系數(shù)?物質流動時內(nèi)摩擦力的大小叫粘度。?導熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側表面的溫差為1度（K,°C）,在1秒內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量。單位為瓦/米·度（W/m·K）影響傳熱的因素介質的比熱介質的密度介質的粘度介質的導熱系數(shù)介質的流動狀態(tài)

1，層流（低雷諾數(shù)）低傳熱系數(shù)，低流速，低壓力損失2，湍流（高雷諾數(shù)）高傳熱系數(shù)，高流速，高壓力損失引注：雷諾數(shù)是流體力學中表征粘性影響的相似準數(shù)。為紀念O.雷諾而命名，記作Re。Re=ρvL/μ，ρ、μ為流體密度和動力粘度，v、L為流場的特征速度和特征長度。對外流問題，v、L一般取遠前方來流速度和物體主要尺寸(如機翼展長或圓球直徑)；內(nèi)流問題則取通道內(nèi)平均流速和通道直徑。雷諾數(shù)表示作用于流體微團的慣性力與粘性力之比。兩個幾何相似流場的雷諾數(shù)相等，則對應微團的慣性力與粘性力之比相等。雷諾數(shù)越小意味著粘性力影響越顯著，越大則慣性力影響越顯著。雷諾數(shù)很小的流動（如潤滑膜內(nèi)的流動），其粘性影響遍及全流場。雷諾數(shù)很大的流動（如一般飛行器繞流），其粘性影響僅在物面附近的邊界層或尾跡中才是重要的。在涉及粘性影響的流體力學實驗中，雷諾數(shù)是主要的相似準數(shù)。但很多模型實驗的雷諾數(shù)遠小于實物的雷諾數(shù)，因此研究修正方法和發(fā)展高雷諾數(shù)實驗設備是流體力學實驗研究的重要課題。一般管道雷諾數(shù)Re<2000為層流狀態(tài)，Re>4000為紊流狀態(tài)，Re=2000～4000為過渡狀態(tài)。在不同的流動狀態(tài)下，流體的運動規(guī)律．流速的分布等都是不同的，因而管道內(nèi)流體的平均流速υ與最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷諾數(shù)的大小決定了粘性流體的流動特性。※無因次量(dimensionless)是指沒有單位的,這種物理量與單位制度(公制或英制)無關。

公式熱量公式：Q=C*M*△TQ:熱量C:比熱卡/克*攝氏度M:介質流量△T：溫差熱平衡公式：C1*M1*△T1=C2*M2*△T2傳熱公式：Q=A*K*LMTD?K=傳熱系數(shù)，?LMTD=對數(shù)平均溫差（算術平均溫差）?A=換熱面積?LMTD:二種流體在換熱器中傳熱過程溫差的積分平均值。※換熱器配管一定要按照逆流方式來接。換熱器的分類一、混合式換熱器冷熱介質直接混合進行熱量交換。例：冷卻塔※選冷卻塔參數(shù)：循環(huán)水量，當?shù)貪袂驕囟龋鋮s塔進出水溫度二、蓄熱式換熱器熱量通過蓄熱材料進行傳遞。例：煉鋼平爐的蓄熱室三、間壁式換熱器1，管式換熱器如：管殼式、套管式、螺旋管式等2，板式換熱器如：板面式、螺旋板式、板殼式等3，拓展表面式換熱器如：管翅式、板翅式、強化管式等板式換熱器與殼管式換熱器對比一覽1，板式換熱器主要由不銹鋼或鈦合金壓制的傳熱片、密封膠墊、夾緊螺栓和壓緊板整機框架等零部件組成?？赡透鞣N腐蝕介質。2，傳熱效率高,冷熱介質通過相鄰板片流經(jīng)各自通道進行換熱。由于板片上有人字形波紋,介質流動形成湍流,因此獲得較高的換熱效率。高效節(jié)能,傳熱系數(shù)高。其換熱系數(shù)可達2000-4500kcal/m2.(水-水換熱),是相同流速下管殼式換熱器的2倍以上。3，使用安全可靠,結構緊湊,體積小,占地少,是同等換熱面積管殼式換熱器的四分之一左右。在密封墊上設有信號孔,能及時發(fā)現(xiàn)泄漏并排除,既能安全報警,又避免兩種介質混合。4，組合靈活,調(diào)整維修方便。松開壓緊螺母即可進行清洗維護,更換膠墊或板片。板式換熱器板片均為獨立元件,可按用戶要求隨意增減換熱面積和流程。板式換熱器介紹板式換熱器分類：釬焊式、半焊式、全焊式、拼裝式等拼裝式換熱器組成：前后擋板、螺栓，板片、墊片等根據(jù)使用工況及不同介質板片材質可選用AISI304;AISI316;Ti等，普通工況板片使用壽命在8年左右墊片材質分為NBR(丁晴橡膠）；EPDM（三元乙丙）；氟橡膠等，普通工況板片使用壽命在5年左右板紋分為H板和L板，組合方式分為6種。接口形式：絲接、法蘭、卡箍（醫(yī)藥工藝用）,在換熱器介質進口處加裝過濾器。過濾器目數(shù)為1英寸長度中的篩孔數(shù)目，并簡稱為目。

工作溫度：最高可到160℃工作壓力：最高可到2.5Mpa介質流動方式分為：同側流和對角流換熱器選型

概算通常國產(chǎn)換熱器1㎡換熱面積可滿足500㎡民用建筑供暖面積使用要求（小溫差換熱及除外）進口或合資品牌換熱器同種工況下的換熱面積約為國產(chǎn)換熱器的1/2左右在普通工況下國產(chǎn)換熱器的換熱系數(shù)為2500——4500W/m·K，進口或合資品牌換熱器可達到3500——7000W/m·K，系統(tǒng)不是很大的汽水換熱工況下進口或合資品牌換熱器換熱系數(shù)甚至可達10000W/m·K以上。不同廠家不同型號的換熱器，同種換熱器在不同工況下的換熱系數(shù)都會有所差別，如果想準確計算出換熱器的換熱面積需提供選型相關參數(shù)給廠家校核計算。需提供參數(shù)如下：總換熱量：Q一次側介質供回水溫度：T1供/T1回二次側介質供回水溫度：T2供/T2回但我們自己也可粗略計算出換熱器的換熱面積：例如：有一大廈建筑面積為45000㎡，換熱站為冬季采暖用。大廈采用空調(diào)系統(tǒng)，熱力公司外網(wǎng)工會水溫度為90℃/70℃,計算配套換熱器換熱面積？Q=45000㎡*80W/㎡