第三章 几何设计
D0??d?b1????NB?1?b?b22?? ＝(0.3－0.01＋0.002) ＋15.52×（0.01＋0.0278＋2×0.002）
＝0.9407 m
前面设计时假设了螺旋体的外径为1.0m 所以计算值与假设值之间相差为：
1.0-0.9401.0?7100%＝5.9%
所以前面的假设是可行的。
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第四章 流体压力降
由于螺旋板换热器流体压力降的计算没有一个较准确的公式供计算螺旋板压力降的时候选用。所以选择几种计算螺旋板压力降的公式后分别计算出螺旋板冷、热通道的压力降后。比较它们的结果从中选择一种最优的计算螺旋板换热器的压力公式，确定得出最准确的压力降。
流体流动的压力降的计算，在螺旋板换热器中，流体流动的压力损失受多方面因素的影响
4.1第一种计算压力降?p的方法：
因为螺旋通道为矩形通道一般将其作为以通道当量直径为直径的圆管，按Fanning（范宁）公式计算所得的值乘以系数?计算其压力降。 其公式为：
[6]
2fLu2??p?*? （4-1）
de式中：f—摩擦系数，对于钢管，f?0.055Re?0.2或由图4-1 f与Re的关系图查得。 ?—系数，与流速、定距柱直径和间距有关，其值（??2~3） 其中取??2.5。
在前面的计算中得到热程通道的de1?0.0198 m，L＝15m, u1＝20 m/s
ρ1＝70kg/ m3㎏/m3，Re1＝1848000
将已知数据代入（4-1）可得热程通道的压力降为
2fLu1?1 ?ph?*?
de1?0.22?0.055?1848000?15?202?70?2.5 ?
0.0198 ＝325519.04Pa
2同理可以知道冷程通道的de2＝0.0543m，L＝15m，u2＝2m/s
ρ2＝994.3㎏/m3，Re2＝145527
将冷程通道的数据代入（4-1）可得:
22fLu2?2 ?pc?*?
de2
?0.22?0.055?145527?15?22?994.3?2. 5 ?0.0543 =11211.74Pa
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第四章 流体压力降
?
Re?dev?
?
图4-1 f4.2第二种计算压力降的方法：
与Re关系图
还是将螺旋通道的矩形通道作为以通道当量直径为直径的圆管，按Fanning（范宁）公式计算，并考虑其壁温粘度?w的影响。
2fLu2? ?p?de[6]
??w*????????0.14 （4-2）
式中：摩擦系数f近似采用流体流经直径为当量直径的圆管时的摩擦系数，其值可由f与Re关系图查得。查得其热程通道摩擦系数f1?0.0054 冷程通道摩擦系数f2?0.0051
为求壁温下的粘度?w，需求出壁温的大小tw，其求壁温的大小tw的计算公式为： tw=ta??h?T?t? （4-3）
?h??caa式中：Ta—热流体的定性温度 ℃ ta—冷流体的定性温度 ℃ 已知热流体的定性温度：Ta=85 ℃ 冷流体的定性温度：ta＝34 ℃
冷流体的传热系数：?c＝8773.51 W/（㎡·C） 热流体的传热系数：?h＝6535.87 W/（㎡·C） 将冷、热流体的定性温度和传热系数代入（4-3）可得 tw=ta??h?Ta?ta?
?h??c24
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=34?6535.87??85?34?
6535.87?8773.51 ＝55.773 ℃
当螺旋板壁温tw=55.773℃时，查得 ?w＝44.53×10?5 Pa·s 已知热程通道的各参数为 de1?0.019 m8，L＝15m, u1＝20 m/s
ρ1＝70kg/ m3㎏/m3，Re1＝1848000
μ1＝3.5×10-5 Pa·s
将以上的已知数据代入（4-2）可得：
22f1Lu1?1??w??*? ?ph???de1??1?0.14
0.142?0.0054?15?202?70?44.53?10?5???? ??5??0.0198?3.5?10?
＝327076.775Pa
已知冷程通道的各个参数为 de2＝0.0543m，L＝15m，u2＝2m/s
ρ2＝994.3㎏/m3，Re2＝145527
－
f2?0.0051，μ2＝0.742×103 pa·s
将冷程通道的各个已知参数代入（4-2）可得：
22f2Lu2?2??w?*? ?pc?????de2?2?0.14
0.142?0.0051?15?22?994.3?44.53?10?5??? ??0.742?10?3??0.0543??
＝10433.352 Pa
4.3第三种计算压力降的方法：
此方法是基于直管压力降的计算公式中以当量直径de代替公式中的圆管直径d，再针对螺旋板换热器的具体情况确定阻力系数?值，其计算公式公式为：
Lu2? ?p??** （4-3）
de2在此次讨论中10000?Re?100000的范围，计算流体阻力系数的公式可以近似定距柱来定。
选择具有圆柱状定距柱的通道窄：??0.856 （4-4） Re0.25[1]
4.3.1热程通道的压力降：
将Re1?1848000代入（4-4）可得：
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第四章 流体压力降
?1?0.856＝0.02322 0.25Re1已知热程通道的各个参数为：L1?15m de1?0.019 m 8 u1?20 m/s ?1?70 ㎏/m3
将上面热程通道的各个已知数据代入（4—3）可得：
Lu12?1 ?ph??1* *de1215202?70?＝0.02322? 0.01982 ＝246272.727 Pa
4.3.2 冷程通道的压力降：
将Re2?145527代入（4-4）可得：
0.8560.856 ?2???0.043 80.250.25145527Re2已知冷程通道的各个参数为：L2?15m de2?0.05m 43 u2?2m/s ?2?99.43㎏/m3 将上面冷程通道的各个已知数据代入（4-3）可得：
Lu2?2 ?pc??2* *de221522?994.3? ?0.0438? 0.05432 ＝24060.961 Pa
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4.4确定压力降：
通过以上三种计算压力降的方法中的结果比较中可以看出，第二种方法计算出来的压力降相比其他几种方法计算出来的压力将要小（2～3）倍。因为在第二种的计算方法中它只考虑了流体粘度的影响，在螺旋板换热器中流体的粘度对其压力降的影响不是很大的。因为在其螺旋流的通道中其流速比较稳定，流动方向为连续性的变化，避免了死区和回流。从圆心到壳体半径方向上存在着较大的速度梯度，使螺旋板边界层呈螺旋流动，使边界层减薄及分离。这样就会使得其粘度对螺旋板压力降的影响较
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