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申请/专利权人：鞍钢股份有限公司

摘要：本发明涉及一种分段板式换热器设计方法，根据冷流体的进出口温度来进行分段，根据温差将换热器分为多段换热单元进行计算，这样可以精确设计各换热单元的结构来满足每段换热单元的换热需求，同时控制板式换热器的体积、压损等参数。可以实现换热器的精细调控，减少换热器的体积，降低换热器的制造成本，降低压损。

主权项：1.一种分段板式换热器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1根据冷流体的温差的大小分为n个换热计算单元，当温差小于等于200℃时，以10℃-20℃为一段换热单元；温差大于200℃小于等于400℃时，以20℃-30℃时为一段换热单元；当温差大于400℃时，以20-25段为目标，均匀的将温差划分；2给出板式换热器计算参数：冷热流体进口温度Tlin、Thin预期冷流体出口温度Tlout；3确定结构参数，包括管径、各换热单元的节距、偏转角、长度、强化换热结构及数量；4求出冷流体进出口温差△t＝Tlout-Tlin，根据温差，分为n个换热单元；根据温差求出各换热单元的冷流体进口温度Tnlin、冷流体出口温度Tnlout；根据热力学第一定律：Q1＝mcp△tn求出换热单元的换热量Q1，m为流体质量速度，cp为比热容，△tn为换热单元冷流体进出口温差；已知热流体进口温度Tnhin，假设热流体出口温度Tjhin，求出相应的比热容cjp；然后根据换热量Q1，比热容cjp，和热流体质量流量mh，求出热流体出口的计算温度Tnhin，然后求出热流体出口的计算温度Tnhin与假设热流体出口温度Tjhin差值的绝对值，如果绝对值小于2，则认为Tnhin＝Tjhin，确定热流体的出口温度为Tnhin；如果绝对值大于2，使假设的热流体出口温度为两个温度的平均值，然后重复上述计算，直到绝对值小于2；5然后根据确定的节距和偏转角求出Nu数和阻力系数f，公式为：Nu＝0.397*雷诺数^0.54*节距管径^0.97*偏转角360^-0.67；f＝9.92*雷诺数^-0.63*节距管径^0.23*偏转角360^-0.45；然后求取换热系数δ，根据求出的冷热流体进出口温度，采用对数平均温差法求出温度Tc，假设换热单元长度Ljn，求出换热面积A；根据传热方程：Q2＝AδTc判断管长Ljn是否满足换热量Q1与Q2误差在3％以内，如果满足则Ljn为该管换热单元长度；如果不满足，则对假设管长Ljn进行调整，如果Q1Q2，则令Ljn＝Ljn+0.01，如果Q1Q2，则令Ljn＝Ljn-0.01，直到满足换热量值，则确定该换热单元管长为Ljn；5重复上述步骤，直至求出n个换热单元各自管长，输出每一段换热单元长度及各换热单元结构参数，完成板式换热器结构布局；6然后求出相应的体积、重量、压损参数，根据多目标优化原则判断设计的换热器是否满足设计需求，如果不满足设计需求，则调整各换热单元结构参数，直至符合多目标优化原则。

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