板式蒸发器计算.xls.doc

5. 蒸发器设计计算本系统所选用的载冷剂为乙二醇，在第三章中蒸发器选型时选用整体式钎焊板式换热器为蒸发器。根据本系统的制冷量4kw，初步选定使用宁波高力科技有限公司生产的k105型板式换热器，其具体参数如下表4-1和4-2：表4-1 蒸发器型号型式使用压力/测试压力工作温度传热面积(m2)L(mm)重量(kg)容积(L)铜/镍焊K105*18铜焊:30bar/43bar镍焊:10bar/15bar1602000.959547.821.812K105*261.386739.742.665K105*301.5998210.703.091K105*341.8129211.663.518K105*402.02510613.104.157K105*482.55812615.025.010K105*502.66513015.505.223K105*603.19815417.906.289K105*804.26420222.708.421表4-2 接头规格表 PT/NPT/GB外牙PT/NPT/GB内牙螺纹接头1/2、3/4、1、1-1/41/2、3/4、11-1/2焊制接头9.73、12.9、16.15、19.25、22.36、25.6、28.8、32.5其中，板片总数为48片，总传热面积为2.025m2，共有40个流道，其中19个制冷剂流道，20个乙二醇流道。本系统为提高传热效果，在此采用逆流布置。计算如下：已知：K；， ，过热度为4 ，蒸发器出口为-19的过热蒸汽，制冷剂干度为，制冷剂质流量：，乙二醇进口温度-15，乙二醇出口温度-20 ，进出口温差为：（一）乙二醇流量乙二醇质量流量：（二） 计算平均温差由于制冷剂在蒸发器内流动时经历蒸发段和过热段两部分，所以计算平均温差应分为蒸发段和过热段两部分来考虑。 蒸发段平均温差蒸发段：饱和液态和气态的焓值分别为：，,干度为：则有：所以蒸发临界段对应的乙二醇温度为：则蒸发段平均温度为： 平均温差为： 过热段平均温差过热段： 对数平均温差： （三） 体积流量乙二醇的体积流量：（四） 传热系数的计算该型号板片的厚度为0.4mm。板间距为，当量直径则有，单通道横截面积： 乙二醇流速： 根据乙二醇的平均温度查表得：，由此，算得雷诺系数与努希尔系数为：由 得，即有：如前所说，制冷剂侧分两段，即蒸发段和过热段，因此，此处传热系数也分两段进行计算。 蒸发段传热系数当 时，查得R410a的物性参数为： 沸腾表面传热系数：（式中角标r代表制冷剂，e代表蒸发，代表液相）热流密度： 质量流率： 所以液相表面传热系数： （可认为1） 由此得：蒸发段传热系数： 由于板式换热器高度湍流，且乙二醇在不易结垢，垢层较薄，由经验可知，板式换热热阻不到管壳式的1/2,在设计核实其数值应不大于管壳式热阻的1/5,即有：所以，代入数据算得传热系数为： 过热段传热系数因为过热段是单相气体流动，过热段参数如下： 据此算得与：于是有：过热段传热系数： (5-15)代入数据算得：(五) 换热面积校核蒸发段：过热段：总换热面积： (5-17) （式中所乘