蒸发器热力计算.doc

风冷式蒸发器换热计算一、 设计计算流程图二、 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：g140 kg/(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：S125.4mm铜管水平方向间距：S222mm紫铜光管外径：d09.52mm铜管厚度：t0.35mm翅片厚度：f0.115mm翅片间距：Sf1.8mm冷凝器尺寸参数排数：NC3排每排管数：NB52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径： 9.75 mm铜管内径：8.82 mm当量直径：3.04 mm单位长度翅片面积：0.537 m2/m单位长度翅片间管外表面积：0.0286 m2/m单位长度翅片管总面积：0.56666 m2/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：h120.74kJ/kg，d15.5g/kg出风点：h216.01kJ/kg，d24.8g/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：h411.65kJ/kg，d44.2g/kg，t41.2在蒸发器中空气的平均焓：18.09 kJ/kgd35.1g/kg，t35.3析湿系数：1.5493) 空气侧换热系数迎面风速假定：2.1 m/s最窄截面处风速：3.64m/s蒸发器空气入口干球温度为：ta17蒸发器空气出口干球温度为：ta24确定空气物性的温度为：5.5在tm5.5下，空气热物性：vf=13.75106m2/s，f=0.02477W/mK，f=1.268kg/m3，CPa1.005kJ/(kg*) 空气侧的雷诺数： =805.73 由制冷原理与设备中公式（736），空气侧换热系数=47.98 W/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)1.11.368.62 W/m2K对于叉排翅片管簇：25.4/9.75=2.6051=2.7681式中：为正六边形对比距离，翅片当量高度：0.01169 m=75.4 m-1翅片效率： 0.802表面效率：0.812空气侧当量换热系数为：85.81 W/m2K4）冷媒侧换热系数设R22进入蒸发器的干度x10.16，出口蒸发器时x21.0，则R22的总流量为：= 0.17901 kg/sR22的总流通截面：=12.7866104每根管子的有效流通截面：6.1067105蒸发器的分路数：20.9 取Z21每一分路的R22流量：0.008524 kg/sR22在管内蒸发时换热系数可按下式计算：8.3766qi0.6（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2.5103 m2K/W。外表面的热流量：qi/20.46需要的传热面积为：634260/qi m2需要的总管路长为：=1119295/qi m根据制冷原理与设备（公式7129），R22在管内蒸发的阻力为：= 1.01210-2qi0.91R22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。通过计算可得：0.0631/Pa于是：6.38410-4qi0.91 固实际传热温差为：又：20.46采用迭代法解上式可得：qi3875.8 W/m2因此：外表面热流量：189.4 W/m2冷媒侧的换热系数：1191.4 W/m2K传热系数：k31.8 W/m2K工质压降：P215.39 kPa蒸发温度下降值：te0.97 实际的传热温差为：tm5.96 需要的传热面积为：163.64 m2所需要翅片管总长：288.8 m4）确定冷凝器得结构尺寸冷凝器长：1.851 m高：1.334m宽：0.066m风量为：=6.893 m3/s迎风面积为：2.469 m2实际迎面风速为：=2.12 m/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A0.0113，对亲水膜取A0.007铝片数量：1851/1.8=1028 片铝片重量：26.56 kg铜管重量：25.81 kg3、计算输出输出参数：冷凝器长、宽、高、翅片重