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1、干式壳管式蒸发器的设计过程初步规划过程：己知制冷量&，和制冷剂的质量流量％,,（如制冷剂质量流量未知可通Qnu=Q()1()求出)。（1）求出冷冻水的体积流量＜^.=么/—（）（（为冷冻水出水温度，（为冷冻水进水温度）（2）估计换热器的传热系数尺M（采用一般的铜光管时，换热器的传热系数为523-580w/（m：，oC）,如果采用小直径铜管密排时，传热系数可提高为1000〜1l60w/（m2°C）,采用强化管传热系数会有更大的提高，能提高多少，根据铜光管时的水速和制冷剂的质姒流速而定，即为水侧的换热系数和制冷剂侧换热系数而定）（3）估算换热面积=Qo/Atm（初步规划的
2、换热面积要考虑过热度对传热系数的影响，因此规划的换热Ifif积要比校核计算的换热曲‘积提高15%〜30%左右，根据过热度的大小，选择合适的范围，另外，管板及折流板占据了换热面积不参与换热，因此初步规划的换热而积要再提高5%左右）（4）单管程热交换器的管程流通截面积As.=qmt/（为了保证润滑油带回压缩机，制冷剂在换热管的出口流速大于4m/s,此时制冷剂的质量流速一般为=100kg/（m.s）左右，质:U1:流速越大，制冷剂侧和整体的换热系数越商）（5）单程的管数（TTdi2）（忒为所选换热管的内径）（6）根据所估的换热面积，每根管子的长度（dG为管子的计算直径）（7
3、）确定合适的管程数N及换热管长度1，N=L/1（换热管长度与壳体直径之比通常为6〜10）,GB151-1999推荐的换热管长度采用：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0、12.0m等）。（8）总的管子数Zm=nN已知参数对应的字母表示壳体内径Di,流程数N，每一流程的平均管子数Zm,总管数Zb管板厚度SB,折流板厚度Sb，折流板数Nb,折流板间距Sl，s2，上缺口高度Hh上缺口内管子数nbl,下缺口高H2,下缺口内管数％2。管子直径为d。，按三角形排列，有一定的管间距，壳体直径附近的管子数ne，管长1。制冷剂从下端进入管子，在管屮蒸发
4、，从上端出蒸发器。从上往下，各流程管数要确定。冷冻水入口冷冻水出口检查孔泄水干式壳管式蒸发器1.有效传热而积s=25、+(Nb-l)s2久+1A，uc=么cA2.管外换热系数的计算(1)折流板的平均间距(2)横叫流通截而积(3)横向流速(4)折流板上、下缺口面积按公式(9-77)计算这两个面积。计算时值収自下表屮。Ai=Kb'Df_nb'兀cT:A>2=~nb2Kh的数值H/Dj0.150.200.25().3()0.350.400.45Kb0.07390.1120.1540.1980.2450.2930.343(5)上、下缺li面积的平均值4=-(4.+42)2(
5、7)人与％的儿何平均值U=yjucubub(1)纵14流速(8)管外换热系数％冷媒水平均温度，、.=丄(<+<)=丄(7+12)=9.5°C。据此温度查得水的物性数据为:22Pry=9.73,运动粘性系数P=1.282xl0^w/s,导热率/l=0.575W/(m.°C)，M管外换热系数ReudV全Re，p<1.管内换热系数的计算假定蒸发器按闪表趾汁算的热流密度％〉4000W/m2(此假定将在后面检验)，贝IJ管内换热系数0.6,.0.2”!2""式中4为管子内径，c值查下表可得质量流速将以上参数代入公式％=57.8c可得管内换热系数系数与蒸发温度的关系CX102R1
6、1R12R22R113R142-30().571.461.64/1.00-100.821.802.02/1.26+101.042.122.540.691.55每根管内R22的质量流量qm=—1.制冷剂流动阻力及传热温差的计算(1)制冷剂的流动阻力计算①制冷剂饱和蒸气的流速②蒸发器出U处的蒸发温度Zp2=2°C,据此从物性表中查得制冷剂的的以下参数：密度、普朗特数、运动粘滞系数，将以上数据代入下式屮，得③沿程阻力系数0.3164(Re"k0.25④饱和蒸气的沿程阻力Ap;'={eN—~pHu2)x10-6d：2⑤两相流动时制冷剂的沿程阻力(kg/(m.s)4060801
7、001502003004000.530.5870.6320.670.750.820.981.20两相流动时，R22阻力的换热系数与质量流速的关系⑥总阻力Ap=5A/?,(2)对数平均温差在Q=2'C附近，压力每变化0.IMPa，饱和温度约变化5.5°C，因此蒸发器进口处制冷剂的温度为t,=z9+5.5——°一0.1对数平均温差(,1一,01)一-Z02)In(riU(’I一'02)5.传热系数&及按A表面计算的热流密度％(1)传热系数尺0管内侧污垢系数取为％=0,管外侧的污垢系数均取为y8X105m~-°C/W,PliJ(2)按A表而计算的热流密度①
