板式换热器热力计算

在计算板式换热器的液体对流传热系数、凝结传热系数及沸腾传热系数时，为了确定液体的粘度或温差，都必须知道板片表面温度。但是，由于板式换热器的结构关系，无法直接测定板片表面温度，所以必须通过计算求得。而壁温的计算有总是与传热系数发生关系，故只能采用试算的方法，其体步骤如下：

在试算中，为了使试算过程明了简捷，可一次假定几个壁温，使其中最低的一个明显低于实际上的壁温，而最高的一个明显高于实际壁温；将计算的各项数据列成表格，然后以q₁、q₂为纵坐标，以 t_w1或t_w2为横坐标，即可得到两条相交的曲线，其交点即为所求的壁温值，见图 2-9。

假如两侧的传热系数只有一侧与壁温有关，另一侧与壁温无关，则试算工作可从与壁温无关的这一侧开始，即先酸楚这一侧的传热系数，并假定该侧壁温，然后计算出另一侧的q，并使两侧的q相等为止。

在试算中如考虑污垢热阻，则壁温仍指与流体接触的垢层表面温度，而非板片表面温度。为了使得问题简化，在工程计算中一般可不考虑垢阻对壁温的影响。

（一）平均温差法 

根据传热的基本方程式，可求得所需的换热面积为

（二）传热单元数法 

板式换热器换热面积的计算，可运用平均温差法，也可以运用传热单元数法。传热单元数 NTU 的定义式可更广泛地表达为：

显然，只要己知 NTU 、 C 及总传热系数 K 值，换热面积 A 即可由上式求得。

ε传热单元数的大小和温度效率￡及两换热流体的热容量之比γ有关。温度效率ε是指参与换热的任一流体的温度变化与冷、热流体的进口温度差之比，即：

通过建立能量平衡方程式，可求的温度效率和传热单元数、热容量比之间的关系，并绘制成图线。

（三）流程组合确定后换热面积的计算 

无论应用平均温差法还是应用 NTU 法，计算换热面积都要先设定一个流程组合，由计算所得的换热面积和该流程组合的换热面积相等或稍小时即能满足工况的要求，否则应重新设定一个流程组合再作计算，直到满足工况为止。

在流程组合确定的情况下，总的板片数就被确定为：