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图2.8 污垢热阻与时间的关系
由于板式换热器中的高端流度、一方面可使污垢的聚集量减小，同时还起到冲刷清洗作用，所以板式换热器中垢层一般都比较薄。美国传热研究公司对水冷却塔所用的板式和管壳式换热器结垢的实验研究表明，板式换热器的污垢热阻不到管壳式的一半。在设计选取板式换热器的污垢热阻值时，其数值应不大于客观是的公开发表的污垢热阻值的1/5。J.Marriott提供了板式换热器中的具体污垢热阻值，详见表2-2所示：
表2-2 板式换热器中的污垢热阻值 污 垢 热 阻 液 体 名 称 软水或蒸馏水 城市用软水 (m.℃/W) 0.000009 0.000017 机器夹套水 润滑油水 植物油 有机溶剂 水蒸气 2污 垢 热 阻 液 体 名 称 (m2.℃/W) 0.000052 0.000009~0.000043 0.000007~0.000052 0.000009~0.000026 0.000009 城市用硬水（加热时） 0.000043 处理过的冷却水 沿海海水或港湾水 大洋的海水 河水、运河水 0.000034 0.000043 0.000026 0.000043 工艺流体、一般流体 0.000009~0.000052
2.2.5壁温的计算
在计算板式换热器的液体对流传热系数、凝结传热系数及沸腾传热系数时，为了确定液体的粘度或温差，都必须知道板片表面温度。但是，由于板式换热器的结构关系，无法直接测定板片表面温度，所以必须通过计算求得。而壁温的计算有总是与传热系数发生关系，故只能采用试算的方法，具体步骤如下：
1：假定一侧壁温，如
；
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2：由准则关系式求该侧传热系数； 3：由下式计算该侧单位面积上换热量；
（式2.28）
4：根据壁的热阻用下式计算另一侧壁温
（式2.29）
5：由准则关联式求得另一侧传热系数 6：计算另一侧的单位面积换量
（式2.30）
如果假定的壁温正确，则应有行计算，直至与
基本相等为止。
。因此，当时，则应重新假定壁温再进
在试算中，为了使试算过程明了简捷，可一次假定几个壁温，使其中最低的一个明显低于实际上的壁温，而最高的一个明显高于实际壁温；将计算的各项数据列成表格，然后以
、
为纵坐标，以
或
为横坐标，即可得到两条相交的曲线，其交点即为所求的
壁温值，见图2-9。
图2.9 试算确定壁温
如果两侧的传热系数只有一侧与壁温有关，另一侧与壁温无关，则试算工作可从与壁温无关的这一侧开始，即先酸楚这一侧的传热系数，并假定该侧壁温，然后计算出另一侧的q，并使两侧的q相等为止。
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在试算中如考虑污垢热阻，则壁温仍指与流体接触的垢层表面温度，而非板片表面温度。为了使得问题简化，在工程计算中一般可不考虑垢阻对壁温的影响。
2.2.6 换热面积计算
（1）平均温差法
根据传热的基本方程式，可求得所需的换热面积为
（式2.31）
（2）传热单元数法
板式换热器换热面积的计算，可运用平均温差法，也可以运用传热单元数法。 传热单元数NTU的定义式可更广泛地表达为：
或 （式2.32）
[式中、—分別为冷、热流体的热容量]
显然，只要已知NTU、C及总传热系数K值，换热面积A即可由上式求得。 传热单元数的大小和温度效率ε及两换热流体的热容量之比ν有关。温度效率ε是指参与换热的任一流体的温度变化与冷、热流体的进口温度差之比，即：
或 （式2.33）
与之相对应的热容量比γ为
或 （式2.34）
通过建立能量平衡方程式，可求的温度效率和传热单元数、热容量比之间的关系，并绘制成图线。
（3）流程组合确定后换热面积的计算
无论应用平均温差法还是应用NTU法，计算换热面积都要先设定一个流程组合，由计算所得的换热面积和该流程组合的换热面积相等或稍小时即能满足工况的要求，否则应重新设定一个流程组合再作计算，直到满足工况为止。
在流程组合确定的情况下，总的板片数就被确定为
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（式2.35）
当冷流体、热流体的各程通道数相等时，则
（式2.36）
[式中
除去两端板片，实际参与传热的板片数为
与程内通道数]
（式2.37）
若单板的有效换热面积为，则总的换热面积为
（式2.38）
2.3 板式换热器的流动阻力计算
流体在流动中只有克服阻力才能前进，流速愈高阻力愈大。在同样的流速下，不同的板型或不同的几何结构参数，阻力也不同。流动阻力的大小不仅直接关系到输送流体的泵或风机的动力消耗，而且也关系到泵或风机的容量与型式的选择，因此，对于换热器必须进行流动阻力的计算。此外，通过阻力计算还可以了解并比较不同换热器的阻力性能的差别。在有相变的情况（如板式冷凝器或板式蒸发器）下，由于阻力不同而造成的压降大小不同还影响到传热温差的大小，因而流动阻力的计算更进一步地与热力计算发生关联。 2.3.1 流阻的构成
（1）单相流
对于单相流体，在流体中所遇到的流动阻力通常为两种。 摩擦阻力：
流体在流道中流动时，流体与固体的壁面相接触，由于流体的粘性和流体质点之间的相互位移而产生摩擦所引起的阻力，称为摩擦阻力。通常，流速愈高、粘度愈大、壁面愈粗糙、流程愈长、则，摩擦阻力愈大。计算摩擦阻力的基本形式为：
（式2.39）
[式中，其中系数C及指数n以具体板片结构而定]
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局部阻力：
流体在流动过程中，由于各种局部障碍而引起的流动方向改变或流速突然改变所产生的阻力。局部阻力的计算式形式为：
（式2.40）
[]
局部阻力系数的大小与局部障碍的几何形状、尺寸大小、流动形态和壁面的粗糙度有关。
（2）两相流
汽—液两相流体流动时，由于汽与液的密度不同，汽与液的密度不同，汽与液的含量不同以及汽与液的相互滑动等多种因素，是产生的阻力除摩擦、局部阻力外，还有加速阻力和重力阻力。
摩擦阻力：
两相流由于其流动状态复杂，即使对于光滑的管的摩擦损失也难整理出简明的结果。如以两相流与单相流相比，由于汽相混入引起液相增速、汽相流滑动速度对液膜造成的湍流效应等因素的影响，使得两相流的摩擦阻力要比单相流时大。因而，实际上常以两相流中只有液相成分时的摩擦阻力乘以相应倍数的方法来求解两相流的摩擦阻力，即：
（式2.41）
[式中倍数，
t
—仅液相单独流过一管道时的摩擦阻力；—为按液相摩擦考虑时所乘的
称为摩阻分液相表观系数]
（式2.42）
[式中—液体的沿程摩擦系数；G—汽、液两相流的总质量流率(kg/(m2.s))；X—沿流程L的平均干度；—液体的比容]
局部阻力：
两相流流经各种突扩和突缩接头、弯头、阀门、孔板等处时，和单相流一样会产生局
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