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污垢热阻Rd的大致范围
流体 水（u<1m/s,t<47℃) 蒸馏水 海水 清洁的水 未处理的凉水塔用水 已处理的凉水塔用水 已处理的锅炉用水 硬水、井水 水蒸汽 优质－不含油 劣质－不含油 污垢热阻Rd/(m2·℃·kw-1） 0.09 0.09 0.21 0.58 0.26 0.26 0.58 0.052 0.09 流体 水蒸汽 优质－不含油 劣质－不含油 往复机排出液体 处理过的盐水 有机物 燃料油 焦油 气体 空气 溶 污垢热阻Rd/(m2·℃·kw-1） 0.052 0.09 0.176 0.264 0.176 1.056 1.76 0.26～0.53 0.14
在进行换热器的传热计算时，常需先估计传热系数K。
列管式换热器中K值大致范围 热流体 水 轻油 重油 气体 水蒸汽冷凝 水蒸汽冷凝 低沸点烃类蒸汽冷凝 高沸点烃类蒸汽冷凝 水蒸汽冷凝 水蒸汽冷凝 水蒸汽冷凝
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冷流体 水 水 水 水 水 气体 水 水 水沸腾 轻油沸腾 重油沸腾 传热系数 K/(W·m2·K-1) 850～1700 340～910 60～280 17～280 1420～4250 30～300 455～1140 60～170 2000～4250 455～1020 140～425 广州博格制冷设备有限公司
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第二节 流体流动阻力(压强降)的计算
换热器管程及壳程的流动阻力，常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时，则应修改设计参数或重新选择其他规格大换热器。按一般经验，对于液体常控制在104～105Pa范围内，对于气体则以103～104Pa为宜。此外，也可依据操作压力不同而有所差别，参考下表。 换热器操作允许压降△P 换热器操作压力P(Pa) <10 (绝压) 0～105 (表压) >105 (表压) 5允许压降△P 0.1P 0.5P >5X104 Pa (1) 管程流体阻力 管程阻力可按一般摩擦阻力公式求得。对于多程换热器，其总阻力 Δpi等于各程直管阻力、回弯阻力及进、出口阻力之和。一般进、出口阻力可忽略不计，故管程总阻力的计算式为:
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每程直管阻力；
每程回弯阻力
；
式中 ΔPi、ΔPr------分别为直管及回弯管中因摩擦阻力引起的压强降，N/；
Ft-----结垢校正因数，无因次，对于φ25×2.5mm的管子，取为1.4，对φ19×2mm的管子，取为1.5；
Np-----管程数；
Ns-----串联的壳程数。
由此式可以看出，管程的阻力损失（或压降）正比于管程数Np的三次方，即
∝
对同一换热器，若由单管程改为两管程，阻力损失剧增为原来的8倍，而强制对流传热、湍流条件下
的表面传热系数只增为原来的1.74倍；若由单管程改为四管程，阻力损失增为原来的64倍，而表面传热系
数只增为原来的3倍。由此可见，在选择换热器管程数目时，应该兼顾传热与流体压降两方面的得失。 (2) 壳程流体阻力 现已提出的壳程流体阻力的计算公式虽然较多，但是由于流体的流动状况比较复杂，使所得的结果相差很多。下面介绍埃索法计算壳程压强的公式，即:
；
；
；
式中 ?Ps-壳程总阻力损失， ?Pip-流过管束的阻力损失，
-流过折流板缺口的阻力损失，
Fs-壳程阻力结垢校正系数，对液体可取Fs=1.15，对气体或可凝蒸汽取Fs=1.0； Ns-壳程数；
又管束阻力损失
折流板缺口阻力损失 式中
-折流板数目；
-横过管束中心的管子数，对于三角形排列的管束，；对于正方形排列的管
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束，，为每一壳程的管子总数；
B-折流板间距，m；
D-壳程直径，m；
u0-按壳程流通截面积或按其截面积 计算所得的壳程流速，m/s；
F-管子排列形式对压降的校正系数，对三角形排列F=0.5，对正方形排列F=0.3，对正方形斜转45°，F=04；
-壳程流体摩擦系数，根据
，由下图可以看出，当亦可由下式求出：
图12 摩擦系数与雷诺准数关系图
因，正比于，管束阻力损失，基本上正比于，即
若挡板间距减小一半，
∝
只增加1.46倍。因此，在选择挡板间距时，亦
剧增8倍，而表面传热系数
应兼顾传热与流体压降两方面的得失。同理，壳程数的选择也应如此。
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第三节 列管式换热器的设计和选用的计算步骤总结
设有流量为mh的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力
。根据传热速率基本方程:
? Q?KA?tm当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器结构决定
的。可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。
1、初选换热器的规格尺寸
◆ 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数
大于0.8，否则应改变流动方式，重新计算。
◆ 计算热流量Q及平均传热温差△tm，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A估。 ◆ 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列 2、计算管、壳程阻力
在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。或者先选定流速以确定管程数NP和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时NP与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。
3、核算总传热系数
分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多，应重新估算。 4、计算传热面积并求裕度
根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△tm，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积AP大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右，裕度的计算式为：
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各种换热器设计详细说明书--原稿
