船用空调系统壳管式冷凝器仿真设计与分析

《船用空调系统壳管式冷凝器仿真设计与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海交通大学硕士学位论文船用空调系统壳管式冷凝器仿真设计与分析姓名：王家麟申请学位级别：硕士专业：@指导教师：谷波;涂淑平20071201船用空调系统壳管式冷凝器仿真设计与分析摘要船用空调系统在整个舰船中起着非常重要的作用。船用空调系统能 在恶劣的海洋环境中最大程度的保证船用环境的空气质量和舒适程度， 调节室内空气的温度和湿度。船用空调系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀 和蒸发器等主要设备组成，并在系统中配置了油分离器、气液分离器、 储液器等辅助制冷设备，其中船用壳管式冷凝器是船用环境中使用最广 泛的冷凝器，也是船用空调系统中最重要的设备。船用壳管式冷凝器的 作用就是通

2、过冷却水循环与制冷剂循环之间的热交换将高温高压的制冷 剂气体冷凝成为制冷剂液体的压力容器。壳管式冷凝器也广泛的应用于 机械、化工、电力、医药等行业的冷却系统内。随着全球经济的快速增长，各种不可再生资源的价格攀升，其中更 是以铜材、钢材等基本金属原材料的涨幅居前，生产和制造壳管式冷凝 器的成本也随之增加。如何合理的利用和配置资源再次显示其重要的作 用。作为船用空调系统内最消耗金属原材料的部件之一冷凝器，它的钢材使用量通常占到整个系统的10-15%；它的铜材使用量通常要占到整个系统的60%以上，所以整个冷凝器的成本往往要占到整个设备的35%以上。能够准确的计算和设计壳

3、管式冷凝器将对控制整个系统的成本产生重要的作用。本论文的研究目的就是以船用壳管式冷凝器为对象建立其换热过程的数学模型，就可以在今后的实际应用中合理的计算、设计和配置冷 凝器，避免因为换热量不足造成的系统冷量损失；也可以避免因为换热 量的富余造成的材料等方面的浪费。本文主要的工作内容就是：1）根据实际经验，分析船用冷凝器在材料、工艺、结构等方面的特点。2）针对冷凝其中单根换热管建立梯形肋片低肋管管外冷凝换热的模型，并在考虑整个管簇对冷凝换热的影响下，得出整个冷凝器中管簇外部的冷凝换热模型。3）得出冷凝换热管内部对流换热和沿程阻力的模型4）将模型所计算出来的数据与实验

4、数据进行对比，分析计算结果并提出改进意见。本文计算出来的冷凝器冷凝换热和沿程阻力模型可以较准确地反映冷凝 器的实际工作情况，使用其对冷凝器进行仿真设计和分析，可以便捷的对冷凝器进行变结构和变工况的设计和计算，有效地节省了实验的时间 和资源，为实验研究分析提供大量的数据资源。关键词：船用空调系统、壳管式冷凝器、仿真设计和分析—2—SHELLCONDENSERSIMULATIONDESIGNAND ANALYSEINMARINEACSYSTEMABSTRACTMarineACsystemisveryimportantinvessel;itcansupplyacomfo

5、rtable conditionformarinespace.WholemarineACsystemconsistedofcompressor, condenser,expandingvalveandevaporator.Shellcondenser’sdesignwasa pressurevesselinwhichhightemperatureandhigh-pressuregaseousrefrigerant changedtoliquidrefrigerantandexchangeheatbetweencoolingwaterand refrigerant,

6、soitisoneofveryimportantequipmentinsystem.Shellcondenser wassuppliedextensivelyincoolingsystemofmachine,chemicalandpower industry,medicine.Asglobaleconomybecomemoredeveloped,thepriceofvariousnon-renewable resourcesincreasequickly,copperandsteelsweretheimportantmaterialsin industry.How

7、touseresourcesandhowtouseenergy?Shellcondenserwasthe oneofequipmentsinmarineACsystemthatusedthemostmetalmaterials.Its steelsamountaccountedforabout10-15%ofwholesystem,copperamount accountedformorethan60%,sothetotalcostofcondenseraccountedformore that35%ofwholedevice.Toestablishanexact

8、mathe