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1、.3满液式蒸发器的设计3.1制冷剂流量的确定制冷剂压焓图：P3′4′2134h图3.1由蒸发温度℃，℃，℃，根据文献1《制冷原理及设备》附表13（P341）和附图5（P373）查得：,,,,,单位制冷量：（P31）(3.1)制冷剂流量：（P31）(3.2)3.2载冷剂流量的确定Word资料.（P246）(3.3)3.3传热管的确定选用φ10×1低螺纹铜管，取水流速度,则每流程的管子数Z为(3.4)圆整后，Z=56根。实际水流速度(3.5)3.4管程与有效管长假定热流密度q=6600/m2,则所需的传热面积(3.6)管子与管
2、子有效长度的乘积(3.7)采用管子成正三角形排列的布置方案，管距s=14mm,对不同流程数N，有效单管长，总根数NZ,壳体直径及长径比进行组合计算，组合计算结果如表3.1所示：表3.1组合计算结果N21123.020.1225.1742241.510.169.44Word资料.63361.010.185.6184480.750.203.75表3.1不同流程数N对应的管长及从D及值看，4流程是可取的。3.5传热系数的确定3.5.1蒸发器中污垢的热阻由文献1《制冷原理及设备》表9-1可知：管外热阻管内热阻3.5.2平均传热温差
3、平均传热温差：℃(3.8)3.5.3管内换热系数管内强制对流换热系数由文献5《传热学》（P248）公式(6-21a)式可知：(3.9)其中冷却水的定性温度ts：℃(3.10)Word资料.查饱和水物性表得：，，则:Re＝＝＝7895(3.11)假设壁温为8.5℃，查水的物性表，得,假设管长为1.8m，于是有(3.12)W/(m2·K)(3.13)3.5.4管外换热系数管外换热系数按下式计算：(3.14)其中3.5.5壁温和热流密度的估算传热过程分为两部分：第一部分是传热量经过制冷剂的传热过程；第二部分是传热量经过污垢层、管
4、壁、管内污垢层以及冷却水的传热过程。第一部分的热流密度：（查R22热力性质表P0＝583.78kPa） (3.15)第二部分的热流密度：Word资料.(3.16)其中mm，代入数据得：=W/m2根据设计要求估算的值，来确定热流密度。具体估算数值如表3.2所示：表3.2热流密度的估算tw8.09.08.58.68.58q4786.418079.756336.556669.906602.61q，8088.265536.766812.516557.366607.35由表格中数据可知,当=8.580C时，与前面假设的0C接近，q与
5、q’的值相差约为4.74，取=6605，误差0.08%，合理，故q可取为6605,即为所求热流密度。所以有：=8.580C=66053.5.6传热系数(3.17)3.6传热面积和管长确定根据q求传热面积F0:Word资料.(3.18)管子的有效长度:(3.19)适当调整后，取1.8m3.7冷却水流动阻力冷却水的流动阻力系数按文献1《制冷原理及设备》P232公式(9-71)计算：其中沿程阻力系数为(3.20)冷却水的总流动阻力为(3.21)=0.0163Mpa考虑到外部管路损失，冷却水泵的总压头损失约为0.1+0.0163＝
6、0.1163MPa(3.22)取离心水泵的效率则水泵所需功率为(3.23)3.8结构设计计算Word资料.图3.2蒸发器管板3.8.1筒体根据文献4《热交换器原理与设计》表2.3可知，当换热管外径d0=10mm时，换热管中心距为s=14mm，分程隔板槽两侧相邻中心距IE=28mm根据文献4《热交换器原理与设计》P47可知，热交换器管束最外层换热管表面至壳体内壁的最短距离b=0.25d且不小于8mm,故本设计取8mm根据[10]表6-3,选用壳体壁厚6mm，故从上面计算得到的筒径为277.16mm又根据满液式蒸发器上程管排顶
7、部应预留一定空间的特殊性，由作图可知壳体外径至少应选为：D=325mm（国家标准规格）.由于壁厚取6mm,所以内径为：Di=325-2×6=313mm。此时长径比为(3.24)根据文献4《热交换器原理与设计》P55，目前所采用的换热管长度与壳体直径之比，一般在4～25之间，通常为6～10，故合理3.8.2管板管板选用直接焊于外壳上并延伸到壳体周围之外兼作法兰，管板与传热管的连接方式采用胀接法。根据文献3《小型制冷装置设计指导》表3-8，换热管外径为10mmWord资料.时，管板最小厚度不小于10mm，根据文献10《制冷机工
8、艺》表6-6，查得与管子连接方式有关的系数=1.15,与管板兼做法兰有关的系数=1.30，由文献文献10《制冷机工艺》公式（6-4）得管板厚度：=··(17+0.0083)(3.25)=1.15×1.30×(17+0.0083×313)=29.3实际可取=30mm.管孔直径dp，根据文献3《小型制冷装置
