冷庫(kù)制冷系統(tǒng)板式換熱器的換熱面積的計(jì)算
在冷庫(kù)制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器、冷庫(kù)冷凝器、油冷卻器和過(guò)冷器等都屬于板式換熱器。現(xiàn)在在機(jī)組系統(tǒng)中所使用的板式換熱器都屬于間壁式板式熱交換器。這種板式換熱器是用金屬壁將進(jìn)行傳熱的冷、熱兩種流體分開(kāi),通過(guò)金屬壁與流體之間的對(duì)流換熱及壁的冷庫(kù)的。板式換熱器計(jì)算主要是根據(jù)傳熱量Q的要求和給定冷熱流體流量及進(jìn)出口溫度來(lái)確定需要的傳熱面積A。所使用的計(jì)算公式主要是傳熱方程式,即
Q=KA*m(2-4)
式中Q———傳熱量(W);
K———傳熱系數(shù)[W/(m2·K)];
A———傳熱面積(m2);
*m———冷熱流體間的平均傳熱溫差(℃)。
式(2-4)中,只要確定出該板式熱交換器的傳熱系數(shù)K和平均傳熱溫差*m,便可求得傳熱面積A。
平均傳熱溫差*m的計(jì)算
板式熱交換器的平均溫差*m與板式熱交換器中冷熱流體的相對(duì)流動(dòng)方向有關(guān)。在板式熱交換器中兩流體平行同向流動(dòng)的稱為“順流”;平行反向流動(dòng)的稱為“逆流”;相互垂直交叉流動(dòng)的稱為“叉流”。在圖2-19中示出順流、逆流和叉流的情況,同時(shí)還表示出順流和逆流時(shí),冷熱流體沿板式熱交換器長(zhǎng)度方向的溫度變化情況。
順流時(shí),冷流體的出口溫度總是低于熱流體的出口溫度,而在逆流時(shí),冷流體的出口溫度可以高于熱流體的出口溫度。在冷熱流體的性質(zhì)、流量、進(jìn)口溫度和傳熱面積都相同的條件下,在逆流板式熱交換器中,冷熱流體間的平均傳熱溫差最大,叉流板式熱交換器次之,順流板式熱交換器中最小。故在一般情況下,均采用逆流板式熱交換器。通過(guò)理論推導(dǎo),當(dāng)冷熱流體的比定壓熱容、傳熱系數(shù)K沿板式熱交換器長(zhǎng)度上變化不大,可視為常數(shù)時(shí),對(duì)于順流板式熱交換器的平均溫差。