换热温差的选取

在换热器计算中，经常用到平均温差的概念，比如算术平均温差，对数平均温差，二者有什么区别呢？

（1）算数平均温差

以逆流为例，算数平均温差为两端温差的算术平均值。

                               
登录/注册后可看大图

它假设温度差沿流动方向线性变化，仅适用于温差变化较小的情况（如Δt1/Δt2≈1）。当温差变化显著时，会高估平均温差，导致误差。

（2）对数平均温差

通过积分热量传递方程推导而来，适用于温度差沿流动方向呈非线性变化的情况，准确反映了温差变化的非线性特性，因此被广泛采用。

                               
登录/注册后可看大图

其中，△tmax为t1-t4和t2-t3中的较大者，△tmin为其中的较小值。

若△tmax=△tmin，此时对数平均温差退化为算数平均温差。

当△tmax/△tmin≤2时，对数平均温差可简化为算术平均温差，此时误差＜4%

（3）案例

案例1：

热流体：入口100℃，出口60℃；冷流体：入口25℃，出口50℃

△tmax=100-50=50℃，△tmin=60-25=35℃

算术温差=（50+35）/2=42.5℃

对数温差=（50-35）/ln(50/35)=42.05℃

案例中Δtmax/Δtmin≈1.43（<2），两种方法误差仅1.06%，此时用算术平均温差估算完全可行。

再看一个极端案例：△tmax=60℃，△tmin=10℃（Δtmax/Δtmin=6>2）

算术平均温差：(60+10)/2=35℃

对数平均温差：(60-10)/ln(60/10)=50/1.792≈27.9℃

误差高达25.4%，若按算术平均温差计算换热面积，会导致设备选型偏小，实际运行中换热不足。

表冷器能用对数平均温差吗