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申请/专利权人：鞍钢股份有限公司

摘要：一种管式换热器设计方法，包括1将一个单管换热行程分为n段；2计算热侧出口温度；3计算冷热侧换热系数、换热面积的修正系数；4管壁温度验证；5换热面积验证；6完成所有计算段的计算，得到第一段的冷侧入口温度，如果与常温空气温度偏差过大，调整换热器结构参数，重新计算，直到第一段冷侧入口温度Tk1in在误差允许范围内；7计算冷流体侧压力损失，如果大于规定范围，修改相应的换热器结构参数，重复计算，直到空气侧压力损失在规定范围内，换热器结构尺寸确定完毕。本发明提高计算换热器温度梯度的准确度，优化换热器的结构，设计出来的换热器提高换热效率且节省成本。

主权项：1.一种管式换热器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1将一个单管换热行程沿换热管轴向按长度均匀分为n段，n＝8～16；2热侧出口温度计算：已知第n段的出口冷侧温度Tknout，已知入口热侧温度Tynin，假设冷侧入口温度Tknin、假设管壁温度Tgn及热侧出口温度Tynout，计算冷侧与热侧热交换所需的热量Q，然后计算出理论热侧出口温度Tlout，将Tynout与Tlout进行对比，如果差值绝对值小于等于0.5，则Tlout就是实际热侧出口温度，如果差值绝对值大于0.5，则令Tlout＝T1out+Tynout2，再次计算T1out，直至满足差值绝对值小于0.5；3计算冷侧光管换热系数修正系数、冷侧强化换热结构换热系数修正系数；冷侧光管换热系数修正系数为：xsjk1＝Tknin+Tknout2Tgn^0.8；xsjk2＝1；冷侧强化换热结构换热系数修正系数为：qxsjk1＝Tknin+Tknout2Tgn^0.8；qxsjk2＝1+水力直径段长^0.65；4管壁温度验证：计算热侧换热面积Ymn和冷侧换热面积Kmn，计算对数平均温差Tcn，计算理论管壁温度Tg0n，理论管壁温度Tg0n与假设管壁温度Tgn做差值为Δ，如果差值Δ的绝对值小于等于0.5，则管壁温度为Tgn；如果Δ大于0.5，且Tg0nTgn，则令Tgn＝Tgn+Δ；如果Δ大于0.5，且Tg0nTgn，则令Tgn＝Tgn-Δ，重复步骤2到4，直至差值Δ小于0.5；管壁温度为冷热侧平均管壁温度；5换热面积验证：计算总的热导率Rdzn，然后计算总换热系数Hzn，计算设计面积Axn与校核面积Asn，然后进行对比：J＝AsnAxn如果1.15≤J≤2，则假设的冷侧入口温度Tknin为实际冷侧入口温度，如果不在区间范围内，则修改Tknin，如果J1.15,则令Tknin＝Tknin+0.5；如果J＞2,则令Tknin＝Tknin-0.5，重复步骤2到5，直到J在区间范围内；计算的冷侧入口温度即为n-1段的空气入口温度；6重复2到5直至完成所有计算段的计算，即可得到第一段的冷侧入口温度Tk1in，实际第一段冷侧入口温度为常温空气温度，根据实际情况设计误差允许范围，如果Tk1in与常温空气温度偏差过大，超出了误差允许范围，则根据实际条件相应的调整换热器结构参数，重复步骤2至6，直到第一段冷侧入口温度Tk1in在误差允许范围内；7根据分段计算思想，计算冷流体侧压力损失Sz，如果大于规定范围，则修改相应的换热器结构参数，然后重复步骤2到6，直到空气侧压力损失Sz在规定范围内，换热器结构尺寸确定完毕；管式换热器的结构参数包括：换热器各管之间的间距、翅片结构形式及数量、换热管的管径、管壁厚，并通过计算获取管的通流面积、水利直径及外翅片面积。

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