[发明专利]一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法

权利要求书

1.一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据间壁式换热器所处热力环境，输入间壁式换热器的工作条件；

步骤二，计算两股流体能量平均温度，根据工质流动方式与两侧流体的热容流率，以两侧流体热容流率为权重对两侧进口温度进行加权平均，计算能量平均温度；

步骤三，计算对流换热系数，根据传热单元两侧对流换热特性数据库，得出间壁式换热器两侧流体工质对流换热系数；

步骤四，计算间壁式换热器总传热系数，根据两侧对流换热系数计算壁面与两侧流体之间的对流传热热阻，以及间壁式换热器固体壁面的导热热阻，计算总传热系数；

步骤五，定义传热单元数并计算，传热单元数的定义为两侧流体工质热容流率倒数之和、总传热系数和总传热面积三者乘积；

步骤六，根据传热单元数和能量平均温度，计算两侧流体出口温度与沿程温度分布，进一步计算总换热量。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于：所述间壁式换热器为整体顺流式换热器、整体逆流式换热器。

3.根据权利要求1所述的一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于：所述步骤一中间壁式换热器的工作条件包括：进口流量、温度、压力；两侧流体工质物理性质参数；间壁式换热器结构形式、结构参数。

4.根据权利要求2所述的一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于：所述顺流式换热器的能量平均温度的计算公式为t_ave＝(W₁t_1,in+W₂t_2,in)/(W₁+W₂)，逆流式换热器的能量平均温度计算公式为t_ave＝(W₁t_1,in-W₂t_2,out)/(W₁-W₂)，其中t为温度，W为热容流率。

5.根据权利要求1所述的一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于：所述步骤三中，通过步骤一输入的工作条件得到基础传热单元形式；根据传热单元形式确定两侧流体传热特性计算采用的经验关联式；根据雷诺数范围计算两侧流体工质与间壁式换热器壁面的对流换热系数。

6.根据权利要求2所述的一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于：所述步骤五中重新定义的传热单元数的计算公式包括：顺流式换热器传热单元表达式为NTU＝(1/W₁+1/W₂)KA，逆流式换热器传热单元数表达式为NTU＝(1/W₁-1/W₂)KA，其中，K为总传热系数，A为间壁式换热器的总传热面积。

7.根据权利要求2所述的一种基于能量平均温度的间壁式换热器性能计算方法，其特征在于：所述步骤六中，顺流式换热器出口温度表达式为t_i,out＝t_ave+e^-NTU(t_i,in-t_ave)，逆流式换热器出口温度的表达式为t_1,out＝t_ave+e^-NTU(t_1,in-t_ave)，t_2,out＝t_ave+e^NTU(t_2,in-t_ave)。