HTRI空冷器设计教程

01创建一个“新的空冷器”

1.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过来自定义。

2.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据，

2.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧；

2.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等；

3.当输入数据足够所有的红框消失，输入就完成，点击运行。 02 工艺参数输入

1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面：

2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数

2.1 Fluid name – 流体名称。

2.2 Phase/Airside flow rate units – 流体相态/空气侧的流量单位

*2.3 Flow rate – 流量不必多解释，热侧为质量流量。

2.4 Altitude of unit(above sea level) – 海拔高度

*2.5 Temperature – 流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。

2.6 Weight fraction vapor – 重量气相分。

2.7 Pressure reference – 压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。

2.8 Pressure– 操作压力。

2.9 Allowable pressure drop – 允许压降，按照工艺条件来选择，一般热流体侧用kPa比较直观，而空气侧常常使用mmH2O。

2.10 Fouling resistance – 污垢热阻，是一个大于0的数，单位为m2°C/W (SI), hr ft2°F/Btu (US),m2°C hr/kcal (MKH)。这里注意的是最好按照流体的实际情况来取值，如果取值过大意味着在换热器操作初期或介质其实很干净的情况下，换热器的余量会过大，反而影响了正常运行。

2.11 Fouling layer thickness – 污垢层厚度，通常认为与污垢系数有如下的关系图，不过通常设计时很少在此处输入数值。

*2.12 Exchanger duty – 换热负荷，如果上面的参数输入满足了计算出换热负荷，这里就不必要再输入，如果在此输入了确定的负荷值，那么程序将以输入值为准来计算换热流体的出口温度。

2.13 Duty/flow multiple – 负荷/流量系数，这里其实提供了一个简化负荷变化核算的工具，比如要核算110%负荷的运行工况，那么只需要在此填入“1.1”，而不必要去修改输入的流量值。

3.当输入数据足够，所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击“绿灯”图标运行。

03热流体物性参数输入

1.对于空冷器的流体物性输入界面，因为冷侧是空气，所以只需对热侧的物性参数进行输入，如下图左侧目录。只有用Xace设计“省能器”时，冷侧介质不一定为空气，那么冷侧物性也需要输入。

2．下面我们按从上到下的次序来看看都需要定义那些参数。

2.1 Fluid name – 流体名称，在此可以填入热物流的英文描述，比如“Hot Oil”。

2.2 Physical Property Input Option – 物性输入方式的选项 @User-specifiedgrid (Recommended) – 用户自定义的物性表（推荐）

就是填入在一定温度范围和一定压力范围内的包括，密度，粘度，导热系数和热容等必要物性的表，这种输入方式适用于从1模拟软件导入物性，2软件的“物性生成器”自生成或3非理想物性但通过实验、文献等手段能获得物性的方式，这种输入方式也是使用得最广泛。

由上图也可看出，程序最多支持输入30个温度点，最多支持12组压力点；而最少需要3个温度点，最少要一组操作压力点下的参数。

@Program calculated – 由程序计算

输入物质组成，由程序通过特定的热力学方法计算出需要的物性，这种输入方法通常用于组成清晰，每种物质在程序物性库中都存在，并且用混合规则计算的物性准确。可以这么说，是适用于纯物质或理想混合物。

2.3 Property Options/ Temperature interpolation – 属性选项之温度插值方法

@Program – 程序默认，也即是“Quadratic”。

@Linear – 线性，以直线连接温度点，中间点的物性就由斜率计算出。 @Quadratic– 二次式，计算三点温度的表达式，中间点的物性就由此二次式计算出。

*这里需要注意的是，对于外推的物性，程序都是以对最外端两个温度点线性的方式外推计算的。

2.4 Fluid compressibility – 流体压缩因子

如果没有输入，那么程序按理想气体计算。

2.5 Numberof condensing components – 可冷凝成分数量 定义1个或多个可冷凝成分，程序将修正冷凝相变的传热计式。

2.6 Pure component – 纯物质

程序默认在计算冷凝时加入适当的阻力系数来体现多组分冷凝过程，如果在此定义为“Yes”纯组分，那么这个修正的阻力系数将不体现。

3.当输入数据足够，所有的红框消失，输入完成，点击“绿灯”图标运行。 04.空冷结构参数输入

1.空冷器结构参数的输入，如左边目录，进入“Geometry”页面，空冷器的主要结构包括，管束、风机、构架。右边显示的是总输入界面，罗列了结构的主要参数。

2.1对于型式（Unit type），程序分了4种：

@Air-Cooled Heat Exchanger - 空气冷却器

管外介质是空气，并配有风机。

@Natural Draft Air-Cooler – 自然对流式空气冷却器

管外介质是空气，无风机强制空气循环，可以理解为风机停开的工况。 @Economizer – 省能器

管内外的介质无限制，只是不适用于在高翅片管或螺旋翅片管外的蒸发和冷凝工况。

@A-frame air cooler - A型空气冷却器

管外是空气，适用于管内单相或冷凝的工况，采用水平与垂直的组合算法来计算传热和压降，若是冷凝工况最多设2管程，第2程上升冷凝采用的是回流冷凝方法来计算传热系数和压降。

2.2 对于空冷类型，程序分了4种：

@Horizontal– 水平

@Vertical(top inlet) – 垂直上进

@Vertical(bottom inlet) – 垂直下进

@Inclined– 倾斜

2.3 当类型为“Economizer”，省能器时，热物流就需要定义。 @Inside tube– 管内走热流体

@Outsidetube – 管外走热流体

2.4当类型为“A-frame air cooler - A型空气冷却器”，倾斜角选项会打开并需要定义，1-89度。

Apex angle – 尖部角度，如图示意。

2.5 Numberof bays in parallel per unit – 每个单元并联的跨数量

2.6 Numberof bundles in parallel per bay – 每跨里并联的管束数量

2.7 Numberof tubepasses per bundle – 每个管束里的管程数 在管子与管束的结构定义里：

2.8 管子类型分为1Plain光管、2低翅片管、3高翅片管、4连续翅片管。

2.9 再输入OD管外径、Wall thickness管壁厚、No. of tuberows管排数、odd/even rows奇排管数/偶排管数

2.10 管间距输入

2.11 管子型式包括：

2.12 风机的参数包括：

@Number of fans/bay - 每跨的风机数，默认为2.

@Fan arrangement – 风机的布置为1在下鼓风式，2在上引风式. @Fan diameter – 风机直径 @Fan ring – 风机环

3.当输入数据足够，所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击“绿灯”图标运行。