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换热器的热力数学模型及举例仿真
作者：李鹏
来源：《中国水运》2012年第08期
摘 要：以板式换热器为原型，建立了船舶上一般换热器的热力数学模型，着重介绍了换热器换热系数的确定方法。又
以上海华杰公司生产的BR01型板式换热器为原型，简单介绍了利用MATLAB中的SIMULINK工具对换热器
的热力数学模型进行仿真的方法。此热力数学模型可以便于以后船用换热器的计算及设备的选型。
关键词：换热器 热力数学模型 换热系数 仿真
众所周知，在船舶上存在着很多很多的换热器，包括缸套水冷却器，滑油冷却器等等。这些换热器虽然大小不一，形式不同，但是原理是一致的。所以可以建立一个换热器的模型，以便于以后的计算和设备的选型以及检测。 热力数学模型的建立 1、基本热力数学模型
以板式冷却器为例介绍一下如何建立换热器的热力数学模型。图1为换热器的原理图： 设为低温介质进换热器温度；tlo为低温介质出换热器温度；ml为低温介质流量；thi为高温介质进换热器温度；tho为高温介质出换热器温度；mh为高温介质流量。根据换热器的实际工作情况，为了简化建模过程，在满足工程需要的前提下可以作如下假设：①某一瞬时，冷、热介质在与流动方向垂直的某一截面上的温度相同，即把换热器按集中参数处理，同时不计换热器壳体的散热。如果冷却（加热）介质的流量较大，把换热器按集中参数处理其误差是不大的。②近似金属管内、外管壁温度始终相等。实际上由于冷凝器管壁较薄，金属管壁的热容量较小，而且热传递系数很大，因此如果在温度变化范围不大的情况下，认为金属管壁内、外壁温度相等是能满足一定的精度要求的。③冷凝管束的污垢程度相同。
在做出如上假设后，根据换热器高温介质侧的热量传递关系：单位时间高温介质侧蓄热量的变化＝ 单位时间内高温介质带来的热量 － 单位时间内传递给低温介质的热量。据此可以得到如下方程： （1）
换热器的热力数学模型及举例仿真
