板式换热器热力计算

（一）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u_f

假如流体的粘度变化很大，则可采siede-Tate的关联式的形式：

「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=0.65~0.85，65，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：

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：

图2-7为某种板式换热器的柯尔朋传热银子和Re的关系图：

在计算 Re 数值时，所采用的当量直径氏应该按下式计算：

在一般情况下．常用下式计算当量直径：

对于某些特殊结构的板式换热器，板片两侧的通进截面积并不相同（称为非对称型结构），这是两侧的当量直径应分别计算。

（二）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，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。

（三）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 ChenJ.C.的计算式稍作介绍

 Chen求解沸腾传热系数α_b的计算式为：

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R_S或其倒数一污垢系数氏来度量，即：

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。污垢在传热而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：

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：