锯齿形板式热水冷却器设计(4)

数。从图５Ａ中可以看到冷热流体的压力变化基本是线性的，在入口处变化较大，冷热流体的总压损大约在 ２５０ＰＡ和 ７５ＰＡ。从图 ５Ｂ中可以看到冷热流体的压力变化也呈现出锯齿状，在锯齿的交错面上流体的压力出现突降，这是因为翅片对流体的阻挡造成的，冷热流体的压损大约为 ２５ＰＡ和 １０ＰＡ。

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1.3 确定设计方案

将 ＣＦＤ技术运用到板翅式换热器的设计领域，通过合理简化，建立了平直形和锯齿形两种翅片类型的换热器通道模型，对微小通道中流体的流动与传热进行了数值分析，并对计算结果进行了分析，比较了两种翅片中流体的边界层、局部换热系数和压力损失，从微观角度得出了锯齿形翅片高换热效率的根本原因。

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1.3.1工艺流程

工艺流程设计涉及面很广，它最先开始，最后完成，是由浅入深、由定性到定量逐步分段进行的。逐步得到工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图、管道仪表流程图。

1.3.2 换热器选型 锯齿形板式换热器

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水 热水 锯齿形板式换热器 水热水

1.4 符号说明

WH 热液体质量流量 kg/h WC 冷流体质量流量 kg/h CPH 热水定压比热 KJ(㎏〃℃) CPC 冷水定压比热 K?t'm 平均温差 ?tm 校正后的平均温差 K 总传热系数 S 换热面积 RE 雷洛准数 PR 普兰特准数 ?1 热流体对流传热系数 ?2 冷流体对流给热系数 ?w 材料导热系数 B 板材厚度

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J(㎏〃℃)

℃

℃

W〃㎡〃℃-1 ㎡ 无因次 无因次

W〃㎡〃℃-1

W〃㎡〃℃-1 W/M〃℃

㎜

2 热水冷却器的设计工艺计算

2.1计算定性温度，并查取定性温度下的物性数据

热水：Tm??80?60?/2?70?C ??30?40?/2?35?C

冷却水：tm查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表 物性 定性温密度 流体 热水 冷却水 粘度 mPa〃s 0.406 0.728 比热容 kJ/(kg〃℃) 4.187 4.174 导热系数 W/(m〃℃) 0.668 0.626 度℃ 70 35 kg/m3 977.8 994 2.2计算热负荷

Q?ms1cp1?T1?T2?

3式中ms1?63?10?10/330?24?7955kg/h?2.210kg/s3

Q?2.2096?4.187??80?60??185.032kW

2.3计算平均温差

???tm?80?40???60?30??34.72?Cln?80?40?/?60?30?

2.4 初估换热面积及初选板型

对于热水与冷却水的换热，列管式换热器的K值大约为850~1700W/m2?℃，而板式换热器的K值为列管式换热器的2~4倍，则可初估K为2500 W/m2?℃。

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