更新时间:2024-05-16 13:18
按换热器内流体的流动方向,传热过程可分为:
传热平均温度差Δtm的计算:
以并流情况为例,并作如下假设:(1)冷热流体的质量流量G1,G2以及比热容Cp1,Cp2是常数;(2)传热系数是常数;(3)换热器无散热损失;(4)换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。
在前面假设的基础上,并已知冷热流体的进出口温度,来看微元换热面dA一段的传热。温差为:
在固体微元面dA内,两种流体的换热量为:
对于热流体和冷流体:
可见,温差随换热面呈指数变化,则沿整个换热面对平均温差为:
其他过程和公式与并流是完全一样的,因此,最终仍然可以得到:
平均温差是换热器两端温差的对数平均值,称对数平均温差。并流逆流平均温差计算式相同,两端温差的计算方法不同。
并流:
逆流:
或者将对数平均温差写成如下统一形式(顺流和逆流都适用):
平均温差的另一种更为简单的形式是算术平均温差,即
算术平均温差相当于温度呈直线变化的情况,因此,总是大于相同进出口温度下的对数平均温差,当Δtmax/Δtmin≤2时,两者的差别小于4%;当Δtmax/Δtmin≤1.7时,两者的差别小于2.3%。
其他复杂布置时换热器平均温差的计算对纯逆流(逆流的平均温差最大)的对数平均温差进行修正以获得其他情况下的平均温差。
是给定的冷热流体的进出口温度布置成逆流时的LMTD,ψ是小于1的修正系数。