了解换热器的基本原理及如何计算，掌握换热器工作的核心道理

换热器原理及板式换热器选型计算

一、换热器原理

换热器是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，通常也称为热交换器。在化工、石油、动力、食品及其它工业生产中，换热器占据着至关重要的地位。

换热器中有两种相对的流体流向：顺流和逆流。顺流时，入口处两种流体的温差最大，而沿着传热表面逐渐减小，至出口处温差最小。逆流时，沿传热表面两种流体的温差分布较为均匀。

在冷、热流体的进出口温度相并且若两种流体都没有发生相变，以逆流方式传热可以实现平均温差最大，而顺流则实现最小。在完成相同传热量的条件下，采用逆流可以使平均温差增大，从而换热器的传热面积可以减小；若传热面积不变，则采用逆流方式可以降低加热或冷却流体的消耗量。所以在设计和生产中，应尽可能采用逆流换热。

当冷、热流体中的一种或两种均发生物相变化（如沸腾或冷凝）时，两种流体的温差就与流体的流向选择无关。此时，除了顺流和逆流之外，还有其他的流向选择，如错流和折流。

在传热过程中，降低间壁式换热器中的热阻，以提高传热系数是一个重要的问题。热阻主要来源于间壁两侧粘滞于传热面上的流体薄层（称为边界层），以及在换热器使用中在壁两侧形成的污垢层。相比之下，金属壁的热阻较小。

为了减少热阻，可以增加流体的流速和扰动性，从而减小边界层的厚度。但是，增加流速会使能量消耗增加，因此在设计时需要平衡热阻降低和能量消耗之间的关系。为了降低污垢的热阻，可以采取措施延缓污垢的形成，并定期清洗传热面。

换热器通常由金属制成，如碳素钢和低合金钢，大多用于制造中、低压换热器。不锈钢除了用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可以作为耐高、低温的材料；铜、铝及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，也可以用于制造如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等耐腐蚀换热器。

二、板式换热器选型计算

板式换热器是一种流体与流体之间通过波纹板交叉流通，以实现热量传递的设备。选型计算是板式换热器设计的重要环节。

板式换热器的选型计算主要包括以下几个方面：

1. 确定传热量

根据换热器所处的工艺条件，计算出需要传递的热量。

2. 确定传热面积

传热面积决定着板式换热器的大小。根据需求的传热量和选用的板式换热器的热传导系数，计算传热面积。

3. 确定热传导系数

选用不同的板式换热器材料和板式结构，可以获得不同的热传导系数。根据所需的传热量和传热面积，确定最适合的热传导系数。

4. 确定换热流量

通过流量计测量冷、热流体的流量，计算出所需的换热流量，以确保达到设定的传热效果。

5. 确定合适的流速

流体在板式换热器内的流速对传热效果有着很大的影响。应该选择适当的流速，使流体能够尽可能地接触传热表面。

6. 确定换热器的种类和规格

在满足以上条件的前提下，确定适合的板式换热器种类和规格，来满足所需的传热效果。

以上就是换热器原理及板式换热器选型计算的详细介绍。希望对您有所帮助。