板式換熱器中流體平均溫度的確定方法是什么？

板式換熱器中流體的平均溫度是計算流體物性參數(shù)、傳熱系數(shù)及熱應(yīng)力的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它的確定需要結(jié)合流體的流動形式、溫度變化范圍及換熱特性，目標(biāo)的重點是獲取能準(zhǔn)確反映流體實際換熱狀態(tài)的特征溫度，以免因溫度取值偏差而導(dǎo)致物性參數(shù)計算錯誤，進而影響熱力設(shè)計結(jié)果。

1.對于單相流體且溫度變化較小（ΔT＜20℃）的工況，可直接采用算術(shù)平均溫度，計算公式為：T_avg=(T_in+T_out)/2，其中T_in為流體進口溫度，T_out為出口溫度。算術(shù)平均溫度計算簡便，適用于冷水冷卻、低溫?zé)崴畵Q熱等場景，此時流體物性參數(shù)隨溫度變化平緩，算術(shù)平均溫度能滿足工程精度要求。例如，冷水進口溫度25℃、出口溫度35℃，算術(shù)平均溫度為30℃，可直接用于物性參數(shù)查詢。

2.當(dāng)流體溫度變化較大或物性參數(shù)隨溫度出現(xiàn)變化時，可以采用對數(shù)平均溫度修正后的定性溫度，或積分平均溫度。對于逆流或順流換熱，首先計算冷熱流體的對數(shù)平均溫差，再結(jié)合流體的溫度變化曲線確定定性溫度：如果流體為加熱過程，定性溫度取/2+ΔT/3；如果為冷卻過程，取/2-ΔT/3，ΔT為進出口溫差。對于艾克森的多流程板式換熱器，因流體流向復(fù)雜，所以需要按各流程的溫度變化分段計算平均溫度，再根據(jù)各流程的傳熱面積加權(quán)平均得到一個整體的平均溫度。

3.對于有相變的流體，平均溫度取相變溫度，因相變過程中流體溫度保持恒定，不需要計算進出口溫差，只需以飽和溫度作為物性參數(shù)的計算溫度。例如，飽和蒸汽在1MPa下冷凝，平均溫度取180℃，可以直接用于冷凝液的物性參數(shù)查詢。如果艾克森板式換熱器的相變過程中還伴隨過冷或過熱，那么就需要進行分階段的計算：比如過熱段按單相流體計算平均溫度，可以相變地取飽和溫度，過冷段再按單相流體計算，按照各段的換熱量加權(quán)平均能夠得到總平均溫度。

在艾克森板式換熱器的實際應(yīng)用中，平均溫度的確定需要結(jié)合板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點，對于寬通道、高流速設(shè)備，流體混合充分，溫度分布均勻，可采用整體平均溫度；對于窄通道、多流程設(shè)備，需考慮局部溫度差異，必要時通過CFD模擬獲取溫度場分布，來計算體積平均溫度。此外艾克森提示還需要注意平均溫度的取值需與物性參數(shù)表的溫度區(qū)間匹配，如果計算出的平均溫度無對應(yīng)物性數(shù)據(jù)那么采用線性插值法獲取，要確保艾克森板式換熱器的熱力計算的準(zhǔn)確性。