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Come calcolare l'area dello scambiatore di calore a piastre?

numero Sfoglia:0     Autore:Editor del sito     Pubblica Time: 2020-05-12      Origine:motorizzato

L'aumento dil'area di scambio termico dello scambiatore di calore a piastreè favorevole all'aumento del carico di scambio termico, ma quando l'area di scambio termico aumenta di un certo grado, il numero di Reynolds diventa più piccolo, il che può cambiare dal flusso turbolento a quello laminare, il che ridurrà il coefficiente di scambio termico Al contrario, il il carico termico è ridotto. Questo effetto a volte è persino peggiore dell'effetto dell'utilizzo dell'area originale per lo scambio di calore. È un dato di fatto che l'area di trasferimento del calore raggiunge un valore bilanciato e adatto.

Tre metodi per il calcolo dell'area di scambio termico di uno scambiatore di calore a piastre:


(1) Metodo della differenza di temperatura media


Secondo l'equazione di base del trasferimento di calore, l'area di scambio termico richiesta può essere ottenuta come


F = Q / K. Δtm


Suggerimento: Q — flusso di calore (W), △ tm — differenza di temperatura media logaritmica (℃), F — area di trasferimento del calore (m2)


(2) Numero di unità di trasferimento del calore


Il numero di unità di trasferimento del calore è un parametro che riflette la difficoltà del processo di trasferimento del calore tra fluidi freddi e caldi e anche un parametro che misura la capacità di trasferimento del calore dello scambiatore di calore. La definizione del numero di unità di trasferimento di calore NTU può essere espressa più ampiamente come


(NTU₁) = KA / C₁ o (NTU₂) = KA / C₂ = γ₁ (NTU₁)


Nella formula, C₁ e C₂, rispettivamente la capacità termica dei fluidi caldi e freddi.


Ovviamente, fintanto che sono noti i valori NTU, C e coefficiente di scambio termico totale K, è possibile ottenere l'area di scambio termico.


La dimensione del numero di unità di trasferimento del calore è correlata all'efficienza della temperatura ε e al rapporto della capacità termica del fluido termico Liang Huan γ. L'efficienza della temperatura ε si riferisce al rapporto tra la variazione di temperatura di qualsiasi fluido che partecipa allo scambio di calore e la differenza tra la temperatura di ingresso del fluido freddo e caldo, ovvero


ε₁ = (t₁′ - t₁ ″) / (t₁′ - t₂ ′)


Oppure ε₂ = (t ₂ ″ -t ₂ ′) / (t₁′ - t₂ ′) = γ₁ε₁


Dove si trova il rapporto di capacità termica γ


γ₁ = C₁ / C₂ o γ₂ = C₂ / C₁ = 1 / γ₁


Stabilendo un metodo di bilancio energetico, è possibile ottenere la relazione tra efficienza della temperatura e numero di unità di trasferimento di calore e capacità di calore.


(3) Calcolo dell'area di scambio termico dopo aver determinato la combinazione di processo


Indipendentemente dal fatto che venga utilizzato il metodo della differenza di temperatura media o il metodo NTU, è necessario impostare una combinazione di processo per il calcolo dell'area di scambio termico della scheda. L'area di scambio di calore calcolata e l'area di scambio di calore della combinazione del processo sono uguali o leggermente più piccole per soddisfare i requisiti delle condizioni di lavoro. Altrimenti, una nuova combinazione di processo deve essere impostata e calcolata nuovamente fino a quando le condizioni di lavoro sono soddisfatte.


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