什么是压缩空气冷干机换热器的算术平均温差？

　　冷干机换热器中，冷、热流体由于不断进行热交换，两者之间的温差不断改变，因此在传热计算时应取它们的平均温差值Δtm才能使计算误差减小。常用的平均温差有算术平均温度差和算术平均温度差两种。

　　以顺流为例，冷、热流体沿换热面的温度变化，如上图，图中温度t右下角码1、2分别代表冷干机换热器热流体和冷流体；右上角码“’”、“””分别表示进口温度和出口温度。以Δt’=t1’-t2’表示换热气进口处冷、热流体的温度差，Δt”=t1”-t2”表示冷干机换热器出口处冷、热流体的温度差，则算数平均温差Δtm为:

　　Δtm =2(Δt'+Δt)

　　即:Δtm =2(（t1’-t2’）+（t1”-t2”）)

　　Δtm =2(Δtmax＋Δtmin)              ①

　　上式中，Δtmax表示换热器中残余换热的冷、热流体的最大温差，Δtmin则表示了换热器中参与换热的冷、热流体的最小温差；并假定在换热过程中，冷热流体的温度均按线性变化。算术平均温差计算方法简便，但误差较大，在Δtmax/Δtmin小于等于2时，误差≈4%。

　　什么是对数平均温差？

　　工程上只有冷热流体间温差沿换热表面变化较小时，才采用算术平均温差进行近似计算，否则应采用对数平均温差来计算。

　　对数平均温差是换热器中冷、热流体沿固体壁面平均温差的一种表示形式，其数学定义式为:

　　Δtm = Δtmin(Δtmax)

　　(Δtmax)                ②

　　上述计算式无论对顺流还是逆流，也不管冷、热两种流体中是否有一种在换热过程中发生相变，均一概适用。该计算式赖以成立的基础是在推导过程作了如下几项假设:

　　①热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量，即换热无热损失；

　　②换热过程中冷、热流体的水当量mcp（表示质量流量mkg的流体温度变化1℃所需的热量，也称为流体的热容量）不变；

　　③传热系数K不变。但在实际换热器中，由于进口短流动的不稳定影响，流体的比热、粘度、导热系数等物性参数随温度的变化及实际存在的热损失都与假定部分，故对数平均温差也是近似的，但比算术平均温差要精确得多，对一般工程计算已足够精确。

　　当换热器为其他为其他流行（叉流、混合流），其平均温差式的推导非常复杂，工程上都采用先按逆流式来求出对数平均温差，然后再乘以修正系数的方法来确定其平均温差。

　　如何确定压缩空气冷干机换热器的计算步骤？

　　换热器热力计算的基本公式为传热方程式:

　　Q=KAΔtm                         ③

　　和热平衡方程式

　　W1（t1’-t2”）=W2（t1”-t2’）         ④

　　其中W1,W2分别称为热、冷流体的水当量。

　　上述两个方程式中有8个独立变量，它们是:热流体的进、出口温度t’1、t”1，冷流体的进、出口温度t’2、t”2，换热面上的总换热系数K，冷、热流体的水当量W2、W1和换热器的换热量Q。冷热流体的平均温差Δtm ，由于是进出口温度的函数，故不是独立变量。由此可知，必须给定5个变量才能换热器的选型计算。

　　在压缩空气冷干机制冷工程中没设计选择换热器关键是计算换热器面积，计算步骤如下:

　　1.根据要求，确定换热器的类型，设计换热器的部分结构参数。

　　2.根据③计算换热器换热量。

　　3.根据已知的冷热流体进出口温度t’1、t”1、t’2、t”2中的三个温度值，按照热平衡方程式③求出第四个温度值。再根据t’1、t”1、t’2、t”2四个温度值，按照平均温差计算式①或②，极端出冷热流体的平均温差Δtm。

　　4.确定流体的定型尺寸和定性温度，结合流体的物性参数，分别计算出冷热流体的对流换热系数α1和α2；计算换热器管壁的导热热阻（主要是考虑管壁的污垢热阻）；根据换热器的结构形式窜则相应的传热系数K的计算公式；根据已计算出的α1、α2导热热阻和其他一直条件，求出传热系数K。

　　5.根据传热方程式A=Q/（KΔtm），计算出换热器的换热面积A。

　　6.根据计算面积A，确定换热器的主要结构尺寸和参数。