1 设计题目及设计参数.docx

1 设计题目及设计参数1.1设计题目：67KW满液式蒸发器1.2设计参数：蒸发器的换热量Q0=67KW；给定制冷剂：R22；蒸发温度：2，40，冷却水的进出口温度： 进口12; 出口7。2 设计计算2.1热力计算2.1.1制冷剂的流量根据资料【1】P341附表13及制冷剂的lgp-h图：由P0=530kPa t0=2 得h1=404KJ/Kg；由Pk=1533kPa, tk=40 得h3=h4=250KJ/Kg， 图2-1 R22的lgP-h图制冷剂流量2.1.2冷媒水流量水的定性温度：根据资料【4】P563附录9，=999.71kg/m3，cp=4.176KJ/(KgK) 3 传热计算3.1初步选管采用外螺纹管，根据资料【2】及表3-4可得：换热管选用低翅片管序号1，规格为161.5，如图3-1所示：从表中可得如下参数： ，每米管长管外表面积，螺纹管增强系数，铜管导热系数 图3-1 外螺纹管结构图3.2换热系数计算3.2.1污垢热阻确定冷媒水平均温度,制冷剂,水的流速取，根据资料【1】P198表9-1得： 管外污垢系数管内污垢系数3.2.2管内换热系数的计算冷媒水定性温度,根据资料【4】P563附录9查饱和水物性表得：P=1196pa 1kg/m 9.73 暂取水的流速，管程设计为2程，则每流程管子数，圆整取Z=19时，冷媒水的实际流速为，对于管内流体根据资料【3】P60表2.8知 Re，Pr符合范围管内流体冷却则n=0.3，管内换热系数3.2.3管外换热系数的计算画温度分布图如下： 图3-2 流体进出口温度分布图平均传热对数温差： 管外换热系数,其中3.3.1传热系数计算 传热过程分成两部分：第一部分是热量经过制冷剂的传热过程，其传热温差为；第二部分是热量经过管外污垢层、管壁、管内污垢层以及冷媒水的传热过程。第一部分热流密度 第二部分热流密度： 其中： 管内污垢热阻 管外污垢系数 管壁厚度 铜导热系数，取 管内表面积 圆管外表面积 圆筒内、外表面积的算术平均值（l） 代入数据得： 用试算法估算 的值，确定热流密度表3-2 热流密度估算表/4.54.254.154.10q / 6391.915276.574857.564653.92/ 4355.404573.174660.284703.83由表格数据可知：当时, q和的值相差49.9，小于0.4%，可以认为此时估算的q值为，即为所求的热流密度。平均传热对数温差：则传热系数3.3.2传热面积和管长确定传热面积管子有效长度，由资料【3】P54知：“BG-151-1999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。” 得此处取管长2.5m。管程数N与管子的有效长度l的乘积为Nl，即：每米管长管外表面积采用管子成正三角形排列的布置方案，根据资料【3】P45表2.3可取管中心距S=22mm。对于不同的流程数N，就有不同的管长l和估算的壳体内径Di壳体内径Di由资料【3】P55公式 Di=(b-1)s+2b 粗估可得下表：表3-3 管程与管长径比关系Nl(m)NZDi(m)l/Di22.25380.129717.3541.125760.19155.8760.751140.23893.14在公式Di=(b-1)s+2b中b沿六边形对角线上的管数。（管子按等边三角形排列b=1.1）b管束中心线上最外层管中心至壳体内壁的距离，一般取b=（11.5）考虑到满液式蒸发器的上部分不能布管，所以实际的壳体直径应大于估算的壳体直径，且根据根据资料【3】P54知换热管长度与壳体直径之比一般在610之间，故选2程计算。3.3.3流动阻力计算根据资料【1】P232(9.7.1)，对于水，沿程阻力系数，冷媒水的总流动阻力： 符合资料【3】P68表2.10允许压降，设计合理。4 结构计算4.1换热管布置设计 选用1