宁夏理工学院毕业设计（论文）
（式2.8）
涂层的厚度虽然一般仅为几十微米，但涂层的导热系数很小，一般为0.3~0.6W/(m.℃)，所以涂层热阻相当大，绝对不能忽略。
（二）由传热方程求解 传热的基本方程式为
Q=KAΔtm （式2.9）
由此可求得总传热系数K=Q/(AΔtm)。 换热量Q的计算：
换热量Q的计算可根据具体情况，分别在下列各式中选用： （1）单相流体的吸、放热
Q=qmcp(t?-t??)或Q=qm(i?-i??) （式2.10） （2）流体的沸腾吸热或凝结放热
Q=qmxr或Q=qmx(i??-i?) （式2.11） 以上式子表示产生qmx公斤的蒸汽所需要的沸腾吸热量或qmx公斤蒸汽凝结所放出的热量。
如果在板式冷凝器中产生过冷或板式蒸发器中发生过热，则总热量为凝结段放热量与过冷段放热量之和，或为蒸发段吸热量与过热段吸热量之和。过冷段的热量可用公式（2-10）进行计算。
平均温差Δtm的求解：
平均温差Δtm的求解通常采用修正逆流情况下对数平均温差Δtm的办法，即先按逆流考虑再进行修正：
Δtm=ψΔt1m （式2.12） 按逆流考虑时的对数平均温差为
（式2.13）
式中、—分别为逆流时端部温差中的最大值和最小值。
修正系数ψ随冷、热流体的相对流动方向的不同组合而异，在串联、并联或混联时可分别由图2.4、图2.5来确定：（也可以采用由Marriott实验求得的修正系数，见图2.6）
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图2.4 串联时，板式换热器的温差修正系数
图2.5 并联时，板式换热器的温差修正系数
图2.6 NTU法 板式换热器的温差修正系数
如果流体的温度沿传热面的变化不太大，例如当温差代替对数平均温差，即：
=(
-
/2时，可采用算术平均
) （式2.14）
采用上式计算出的平均温差与采用对数平均温差计算的结果相比较，其误差在4%范
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围之内，这在工程计算上是允许的。
流体比热容或传热系数变化时的平均温差：
当流体的比热容不随温度变化时，流体温度的变化与吸收或放出的热量成正比，即成线性关系。
当流体的比热容变化不大时，可取某一温度时的比热容作为平均比热容。如果在设计的温度范围内，比热容随温度的变化显著（大于2~3倍），则用对数平均温差的误差很大，应改用积分平均温差。
换热面积A的计算：
在板式换热器的计算中，换热面积A应采用有效换热面积(Ao为单板的有效换热面积，Ae为总的有效换热面积，Ne为总的有效传热板片数)
Ae=NeAo （式2.15）
2.2.3 传热系数的计算
（1）对流传热系数
流体在板式换热器的通道中流动时，在湍流条件下，通常用下面的关联式计算流体沿整个流程的平均对流传热系数uf
（式2.16）
如果流体的粘度变化很大，则可采用Sieder-Tate的关联式的形式：
（式2.17）
[Marriott指出，当流体被加热时m=0.4；被冷却时，m=0.3。C=0.15~0.4，n=0.65~0.85，
x=0.05~0.2(指粘度修正项上的指数)]
对于牛顿型层流换热时，可采用下面关联式：
（式2.18）
[上式中C=1.86~4.50；n=0.25~0.33；x=0.1~0.2]
过渡流时所得出的关联式比较复杂，故通常可根据Re的数值，由板式换热器的特性图线查得。
对流传热系数的求解也可利用表达传热因子与Re的关联式计算：
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（式2.19）
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式中—柯尔朋传热因子，即
（式2.20）
式中，斯坦顿数，所以，对流传热系数为：
（式2.21）
图2.7为某种板式换热器的柯尔朋传热因子和Re的关系图：
图2.7
关系图
在计算Re数值时，所采用的当量直径de应该按下式计算
（式2.22）
[式中As—通道截面积(m2)；S—参与传热的周边长(m)]。 在一般情况下，常用下式计算当量直径
（式2.23）
[式中—板间的通道宽度(m)；—板间距(m)]。
对于某些特殊结构的板式换热器，板片两侧的通道截面积并不相同(称为非对称型结构)，这是两侧的当量直径应分别计算。
（2）凝结传热系数
板式冷凝器中蒸汽的流速高，凝结液膜受到蒸汽切力的作用、所以通常用于求解沿竖避膜状冷凝的努塞尔计算式不能用来求解板式冷凝器中的蒸汽传热系数。由于板式冷凝器的复杂通道结构，使得其中的蒸汽流动凝结换热过程很复杂，其影响的因素有蒸汽流速、蒸汽干度、蒸汽压力、蒸汽与冷却介质的相对流动方向等。所以虽然有专家提出过计算式，
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但尚未得到人们的公认，即使国外的权威书籍《换热器设计手册》也未曾列入板式冷凝器的凝结传热计算式。
（3）沸腾传热系数
由于板式蒸发器的应用还有较大的局限性，以及其中蒸发传热过程的复杂性，所以，迄今为止，无论对于波纹型或非波纹型板式蒸发器的沸腾传热计算式已正式发表的极少。
现对尾花英朗所推荐的Chen J.C.的计算式稍作介绍 Chen求解沸腾传热系数αb的计算式为：
（式2.24）
[式中S—核沸腾影响的系数；—池沸腾传热系数；—两相流强制对流传热系数]
（式2.25）
[式中—表面张力(N/m)；9.8(N.m/(s2.N))]。
—对应于=(tw-to)的蒸汽压力差(Pa)；R—换算系数，为
（式2.26）
[式中—修正系数，是液体湍流—气体湍流时马丁尼利参数] 2.2.4 垢阻的确定
投入运行的板式换热器都将因与流体的接触而在板片上结垢。由于垢层的导热都比较差，所以污垢的形成即使其厚度很薄，也对传热会有较大的削弱，特别是在结垢严重，导致通道部分被堵塞的情况下将会使传热大大的恶化。为了衡量污垢对传热的影响，常用污垢热阻Rs或其倒数—污垢系数αs来度量，即
（式2.27）
污垢热阻的大小和流体种类、流体流速、运行温度、流道结构、传热表面状况、传热面材料等多种因素有关。污垢在传热面上沉积速率一般都是先积垢较快，而后较慢，最后趋向于某一稳定数。如图2.8所示：
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