机械设计外文翻译--新型板式换热器的优化选型

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1、PDF外文：http:/ 3156 字   毕业设计 (论文 ) 外文翻译      外 文 题 目  New plate heat exchanger optimization Selection 译 文 题 目  新型板式换热器的优化选型  系部 机械系  换热器的优化选型  W. Lub 和  S.A. Tassoub 英国 米德尔塞克斯 ， 布鲁内尔大学 机械设计工程部   【 摘要 】 板式换热器的优化选型是根据换热器的用途和工艺过程中的参数和NTU KA MC t tm，即

2、传热单元数 NTU 和温差比（对数平均温差 换热的动力）选择板片形状、板式换热器的类型 和结构。   【 关键词 】 平均温差  NTU 板式蒸发器  冷凝器   1 平均温差 tm   从公式 Q K tmA， tm 1 A A（ t1 t2） dA 中可知，平均温差 tm 是传热的驱动力，对于各种流动形式，如能求出平均温差，即板面两侧流体间温差对面积的平均值，就能出换热器的传热量。平均温差是一个较为直观的概念，也是评价板式换热器性能的一项重要指标。  1.1 对数平均温差的计算    当换热器传热量为 dQ，温

3、度上升为 dt 时，则 C dQ dt，将 C 定义为热容量，它表示单位时间通过单位面积交换的热量，即 dQ K（ th tc） dA K tdA，两种流体产生的温度变化分别为 dth dQ Ch， dtc dQ Cc， d t d（ th tc） dQ（ 1 Cc 1 Ch） ,则 dA 1 k（ 1 Cc 1 Ch） （ d t t），当从 A0 积分至 A A0时， A0 1 k（ 1 Cc 1 Ch） （ tho tci）（ thi tco） ，由于两种流体间交换的热量相等，即 Q Ch（ thi tho） Cc（ tco tci），经简化后可知， Q KA0 （ tho tci）（

4、thi tco） （ tho tci）（ thi tco） ，若 t1 thi tco， t2 tho tci，则 Q KA0（ t1 t2）（ t1 t2） KA0tm，式中的 tm（ t1 t2）（ t1 t2）。    顺流   tm （ thi tci）（ tho tco） （ thi tci）（ tho tci）   逆流   tm （ thi tco）（ tho tci） （ thi tco）（ tho tci）   对于各种流动型式，在相同的进口、出口温度条件下，逆流的平均温差最大。    当板式换热

5、器入口和出口 两流体的温差 t1 和 t2 之间的差不大时，可采用算术平均温差（ t1 t2） 2，一般 t1 t2小于 1.5 时，可采用，若 t t2为 3 时，则误差约为 10%。  1.2 传热单元数法    在传热单元数法中引入一个无量纲参数 NTU，称为传热单元数，它表示板式换热器的总热导（即换热器传热热阻的倒数）与流体热容量的比值 NTU KA MC，它表示相对于流体热容流量，该换热器传热能力的大小，即换热器的无量纲“传热能力”。对于板式换热器来说， KA MC t tm，式中 t tm 称为温差比，上式中的右边的工艺过 程用 NTUp 表示，左边的

6、换热设备的条件用 NTUE表示。 NTUp 是流体温度的变化与平均温差的比值，表示的是用 1 tm 的变化引起几度流体温度变化的值，当 tm 大时， NTUp 则小；当 tm 小时，它有变大的倾向。相反，在 NTUp变大的过程中， tm 的温度变化较大， NTUp 较小时，其 tm 的温度变化较小（见表 1）。  表 1 tm， NTUp 的关系   tm 大   tm 小  NTUp 小  NTUp 大  NTUp 大  NTUp 小   tm 的温度变化大   tm 的温度变化小   &nb

7、sp;板式换热器的优化设计计算，就是在已知温差比 NTUE的条 件下，合理地确定其型号、流程和传热面积，使 NTUp 等于 NTUE。  1.3 换热过程和 NTU   与供热空调相关的换热过程如下如示：      用蒸汽加热水                  水 水换热    a. 蒸汽  133 133              c. 一次水 &nbs

8、p;65 60      水  5 65 （生活热水）             二次水  45 40 （采暖）    b. 蒸汽  133 133              d. 一次水  14 9      水  55 65 （采暖）              二次水

9、  13 7 （制冷）    e. 一次水  29 24                     二次水  26 21 （制冷机的冷却）    以上 5 例工艺过程的 NTUp（见表 2）  表 2 供热空调工艺过程的 NTUp    过程   tm NTUp a 133 133  5 65  94.86 （ 65 5） 94.86 0.632 b 133 133 &

10、nbsp;55 65  72.88 （ 65 55） 72.88 0.13 c 65 60  45 40  20.00 （ 45 40） 20 0.25 d 14 9  13 7  1.44 （ 13 7） 1.44 4.17 e 29 24  26 21  3.00 （ 26 21） 3 1.67 1.4 板式换热器和 NTUE   NTUE表示板式换热器的能力，换热器的面积是具有一定传热长度的单位传热体的组合，总传热长度是单位长度和流程数的乘积。当 NTUE是总数时，若每 1 流程数为 NTUe时，则 NTUE

11、 n NTUe（其中 n 是流程数）。    当 NTUe NTUE NTUp 时，换热器为单程。若 NTUe NTUp 时，则换热器应为多流程，故设计时应先预定 n。由于每种板片单程的 NTUe值基本上是定值，如适合表 2中 e 的流量为 25m3 h 的单程板式换热器的 NTUe为 17 。从 NTUe A K MC 可知，当 NTUe为定值时， A K 成反比，仍以 e 为例，当 K 500kcal h 时， A1.67 25000 500 83.5 ，流程数 n 83.5 17 5。当 K 2500kcal h 时， A 16.7 ，流程数 n 1。每一流程的 NTUe如下所示： K 500， NTUe NTUE n