500kw满液式螺杆水冷冷热水机组设计

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1、本科毕业设计第52页共52页1引言我的毕业设计题目是500kW满液式螺杆水冷冷热水机组的设计，已知条件有制冷量kW，冷水温度12℃~7℃，冷却水温度32℃~37℃，制冷剂是R22。主要内容是对机组进行热力计算，确定机组冷热负荷，对传热设备进行传热计算、结构设计及校核，以及对压缩机、节流装置等设备的选型。螺杆冷水机组的优点：1）结构简单、零件少、可靠性高。2）没有进排气阀组，压缩效率高。3）机器力矩变化小、振动少，运转平稳。4）相同制冷量情况下，体积小、重量轻。5）能承受一定的液击。6）可实现中间补气的经济循环，进一步提

2、高压缩机效率。5）能量可以无极调节。8）转子喷油后排气温度低，气密性好，单机可在较大压缩比下运行。螺杆冷水机组的缺点：1）转子部件表面呈曲面形状，加工要求高，必须用专用精密机床。2）同一台机组，由于有固定的内容积比（具有可调内容积比的机组除外），适应工况范围不及活塞式那样广。3）需庞大的油分离器来分离喷入机内的油，辅助设备复杂。2螺杆冷水机组的热力计算2.1机组设计参数1）制冷量：kW2）冷水温度：12℃~7℃3）冷却水温度：32℃~37℃4）制冷剂：R22本科毕业设计第52页共52页取蒸发器蒸发温度：℃冷凝器冷凝温度

3、：℃2.2确定循环过程的状态参数制冷循环压焓图有：2s432pTkPk0T0P051h图2.1压焓图假设过冷度：℃，过热度：℃，取压缩机的容积系数:，指示效率：。则有：℃，℃查R22的热力性质图和表（制冷与低温技术原理附录），得理论循环各特征点的状态参数如下表本科毕业设计第52页共52页循环点P/MPat/℃h/（kJ/kg）v/（m3/kg）00.5845407.1430.041310.58415410.43021.355447.85141.35540244.537表2.1循环各特征点的状态参数2.3循环过程热力参数

4、计算2.3.1单位质量制冷量kJ/kg式中—状态0点的比焓值，kJ/kg；—状态5点的比焓值，kJ/kg。2.3.2单位容积制冷量kJ/m3式中—单位制冷量，kJ/kg；—状态1点的比体积，kJ/kg。2.3.3理论比功kJ/kg式中—状态2点的比焓值，kJ/kg；—状态1点的比焓值，kJ/kg。2.3.4指示比功kJ/kg式中—压缩机的指示效率。2.3.5性能系数本科毕业设计第52页共52页理论值指示值2.3.6冷凝器入口的制冷剂比焓值kJ/kg2.3.7冷凝器单位热负荷kJ/kg式中—状态点2s的比焓值，kJ/kg

5、；—状态点4的比焓值，kJ/kg。2.3.8制冷剂循环的质量流量kg/s式中—制冷量，kW。2.3.9实际输气量和理论输气量实际输气量m3/s理论输气量m3/s=568.8kg/h2.3.10压缩机消耗的理论功率和指示功率kWkW2.3.11冷凝器热负荷kW本科毕业设计第52页共52页3螺杆冷水机组结构设计3.1压缩机选型压缩机有全开启、半封闭、全封闭四种类型，全开启式压缩机传动效率低，容易泄漏，但维修方便；全封闭式压缩机密封性好，但不易维修，一旦压缩机损坏则整机报废，成本比较高，而半封闭式压缩机同时具有上述两种压缩机

6、的有点，因此首选半封闭式压缩机。根据第2章对机组热力计算所确定的压缩机理论输气量568.8m3/h，制冷量500kW，选用北京德兰伟业机电设备有限公司型号为CSH9561-210的机组，其外形尺寸为1832mm×700mm×829mm。图3.1压缩机其技术数据如下表3.1：表3.1压缩机参数压缩机型号电机排气量/50HZ充油量重量排气管/mm吸气管/mm能量调节%电源种类最大运行电流最大输入功率CSH9561-210(Y)261526131076DN10025~100380Y/Δ370246本科毕业设计第52页共52页

7、3.2螺杆冷水机组传热计算3.2.1冷凝器传热计算本次设计冷凝器水侧管程选用二流程，换热管选用WolverineTurbo—CⅡ型纯铜高效冷凝管，产品编号为52—405328，其参数为：公称外径Do=19.00mm，公称内径Di=15.54mm，实际内表面积A0=7.833cm2/cm，换热计算中的系数C1=0.068，阻力计算公式中系数C2=1.414，指数n=0.314，管长l=2.5m。假设设计冷却水在管内的流速wf=2m/s，冷却水进口温度tw1=32℃，出口温度tw2=37℃。1）冷却水平均温度℃查《制冷工程

8、热计算图表》得水在34.5℃下的物性：m2kg/m3W/(m﹒K)J/(kg﹒K)Pa﹒sPa﹒s（设壁温为38℃）2）冷却水体积流量（3.1）式中—产热量，=655.061kW。将数据代入式（3.1）得m3/s=113.4m3/h3）水在管内的雷诺数4）管内水侧表面传热系数本科毕业设计第52页共52页将数据代入上式得W/(m2﹒