蒸发器热力计算.doc

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1、风冷式蒸发器换热计算一、设计计算流程图一、设计计算（以HLR45S为例）1、已知参数换热参数：冷凝负荷：Qe=31000W蒸发温度：tk=－1℃回风干球温度：ta1=7℃，湿球温度ts1=6℃送风干球温度：ta1=4℃，湿球温度ts1=3.6℃工质质量流速：g＝140kg/(m2*s)冷凝器结构参数：铜管排列方式：正三角形叉排翅片型式：开窗片，亲水膜铜管型式：光管铜管竖直方向间距：S1＝25.4mm铜管水平方向间距：S2＝22mm紫铜光管外径：d0＝9.52mm铜管厚度：δt＝0.35mm翅片厚度

2、：δf＝0.115mm翅片间距：Sf＝1.8mm冷凝器尺寸参数排数：NC＝3排每排管数：NB＝52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：＝9.75mm铜管内径：＝8.82mm当量直径：＝3.04mm单位长度翅片面积：＝0.537m2/m单位长度翅片间管外表面积：＝0.0286m2/m单位长度翅片管总面积：＝0.56666m2/m翅片管肋化系数：＝20.462）确定空气在蒸发器内的状态变化过程：进风点：h1＝20.74kJ/kg，d1＝5.5g/kg出风点：h2＝16.01kJ/kg，d

3、2＝4.8g/kg在湿空气焓湿图上连接状态点1和2，并延长与饱和空气线相交于饱和点4，如图：饱和点：h4＝11.65kJ/kg，d4＝4.2g/kg，t4＝1.2℃在蒸发器中空气的平均焓：＝18.09kJ/kgd3＝5.1g/kg，t3＝5.3℃析湿系数：＝1.5493)空气侧换热系数迎面风速假定：＝2.1m/s最窄截面处风速：＝3.64m/s蒸发器空气入口干球温度为：ta1＝7℃蒸发器空气出口干球温度为：ta2＝4℃确定空气物性的温度为：＝5.5℃在tm＝5.5℃下，空气热物性：vf=13.75

4、×10－6m2/s，λf=0.02477W/mK，ρf=1.268kg/m3，CPa＝1.005kJ/(kg*℃)空气侧的雷诺数：=805.73由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气侧换热系数=47.98W/m2K其中：＝0.1852＝0.216＝0.5931＝-0.2155铜管差排的修正系数为1.1，开窗片的修正系数为1.3，则空气侧换热系数为：(开窗片、波纹片的修正系数有待实验验证)×1.1×1.3＝68.62W/m2K对于叉排翅片管簇：＝25.4/9.75=2.6051=2.7681式

5、中：为正六边形对比距离，翅片当量高度：＝0.01169m=75.4m-1翅片效率：＝0.802表面效率：＝0.812空气侧当量换热系数为：＝85.81W/m2K4）冷媒侧换热系数设R22进入蒸发器的干度x1＝0.16，出口蒸发器时x2＝1.0，则R22的总流量为：=0.17901kg/sR22的总流通截面：=12.7866×10－4每根管子的有效流通截面：＝6.1067×10－5蒸发器的分路数：＝20.9取Z＝21每一分路的R22流量：＝0.kg/sR22在管内蒸发时换热系数可按下式计算：＝8.3

6、766qi0.6（如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2）由于R22与润滑油能相互溶解，可忽略管内侧污垢。取翅片侧污垢热阻为0.001m2K/W ，翅片与管壁间接触热阻之和为2.5×10－3m2K/W 。＝外表面的热流量：＝qi/20.46需要的传热面积为：＝/qim2需要的总管路长为：=/qim根据《制冷原理与设备》（公式7－129），R22在管内蒸发的阻力为：=1.012×10-2qi0.91R22在管内蒸发时蒸发温度的降低值：式中：——蒸发温度－1℃时蒸发温度随蒸发压力的变化率。通过计算

7、可得：＝0.0631℃/Pa于是：＝6.384×10-4qi0.91℃固实际传热温差为：＝＝又：＝20.46××采用迭代法解上式可得：qi＝3875.8W/m2因此：外表面热流量：＝189.4W/m2冷媒侧的换热系数：＝1191.4W/m2K传热系数：k＝31.8W/m2K工质压降：△P2＝15.39kPa蒸发温度下降值：△te＝0.97℃实际的传热温差为：△tm＝5.96℃需要的传热面积为：＝163.64m2所需要翅片管总长：＝288.8m4）确定冷凝器得结构尺寸冷凝器长：＝1.851m高：＝1

8、.334m宽：＝0.066m风量为：=6.893m3/s迎风面积为：＝2.469m2实际迎面风速为：=2.12m/s与原假设的风速相符，不再另做计算5）阻力计算空气侧阻力：＝24.7Pa其中A——考虑翅片表面粗糙度的系数，对非亲水膜取A＝0.0113，对亲水膜取A＝0.007铝片数量：＝1851/1.8=1028片铝片重量：＝26.56kg铜管重量：＝25.81kg3、计算输出输出参数：冷凝器长、宽、高、翅片重量、铜管重量、肋化系数、翅片效率、翅片表面效率、单位长度翅片面积；风量、