矿难救生舱空调系统设计

目 录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪 论 .11.1 矿难救生舱空调系统的意义 .11.2 矿难救生舱空调系统的国内外发展状况 .11.3 矿难救生舱空调系统的应用 .2第 2 章 避难救生舱空调系统设计总体设计 .42 .1 整 体 设 计 方 案 的 提 出 .42.2 总体方案的确定 .13第 3 章 换热器及毛细管的设计计算 .173.1 冷凝器的设计计算 .173.2 蒸发器的设计计算 .243.3 毛细管的设计计算 .32第 4 章 辅助元件的选型及空调外壳结构尺寸 .354.1 压缩机的选型 .354.2 风机的选型 .374.3 阀体的选型 .384.4 干燥过滤器的选型 .404.5 空调外 壳结构尺寸 .41结 论 .43致 谢 .44参考文献 .45ContentsAbstract.IChapter 1 Introduction .11.1 Mine the significance of life-saving air-conditioning system module .11.2 Mine rescue cabin air-conditioning systems development at home and abroad.11.3 Mine rescue applications cabin air conditioning system .2Chapter 2 Cabin air conditioning system design life-saving refuge in the overall design.42.1 The overall design of the proposed .42.2 Determination of the overall program .13Chapter 3 And capillary heat exchanger design and calculation.173.1 Condenser design calculations.173.2 Design and calculation of evaporator .243.3 Design and calculation of the capillary.32Chapter 4 Selection of auxiliary components.354.1 Compressor Selection .354.2 Fan Selection.374.3 Selection valve.384.4 Selection of filter drier.404.5 Air conditioning shell structure size .41Conclusion .43Convey thanks.44Reference .45I摘 要本文介绍了井下救生舱热泵分体式空调的设计，目的在于使救生舱内的温度为人体所需的适宜温度，包括了新型绿色制冷剂的使用，热力循环的计算，蒸发器和冷凝器的计算，空调器附件的选择，空调外壳的计算以及热泵型空调器的发展和展望。关于井下救生舱的空调系统设计，针对救生舱是在有矿难时使用的，所以利用了热泵技术来节约能源，延长救生舱的使用时间。针对井下的防爆问题，空调器是通风的，利用局部防爆把有电的部件防爆来实现空调器的防爆问题。针对氟利昂是有害物质，利用 R407 解决了氟利昂的危害并提高了空调器的性能。采用了体积小、重量轻的涡旋式压缩机，使机体结构紧凑，节省救生舱内的空间。关键词 热泵;新型制冷剂;救生舱IIAbstractThis paper introduces the saving capsule heat pump air conditioning system in the design, the purpose is to make the temperature inside the saving capsule for the human body needs, including the appropriate temperature new green refrigerants, the use of heat engine cycle calculations, evaporator and condenser calculation, air conditioner accessories choice, the calculation of heat pump air conditioning shell and the development of the air conditioner and prospected.About saving capsule underground air conditioning system design, according to saving capsule is in the ore difficult, so use is the use of the heat pump technology to save energy, extend the use of saving capsule time. According to the problem, air is explosion-proof ventilation, using the local explosion-proof electric components have to realize the air conditioner explosion-proof explosion-proof problems. According to the notice is harmful material, use R407 solved the dangers of freon and raise the performance of air conditioner. Using small volume, light weight the vortex type compressor, make the body structure compact, save a space in the saving capsuleKEY WORDS The heat pump , New green refrigerant, saving capsule1第 1章 绪 论1.1 矿难救生舱空调系统的意义根据世界各国对矿井事故的调查，在火灾和爆炸等事故发生的现场瞬间受到伤害死亡的矿工只占事故伤亡人数的一部分，有相当一部分的矿工都是因为在矿井透水或火灾爆炸后不能及时升井或逃离高温和有害气体现场，导致溺水、窒息或中毒死亡的。因此，各国都在大力建设矿井避难矿道和研制矿用救生舱，以便为矿井发生事故后无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御爆炸冲击、高温烟气、隔绝有毒有害气体、对内能为被困矿工提供氧气、水和食物，去除有害气体，赢得较长的生存时间。同时，被困人员还能通过舱内通讯检测设备，引导外界救援。本设计的救生矿道空调系统主要就是调节救生矿道内的温度，使其能够使人生存较长时间。1.2 矿难救生舱空调系统的国内外发展状况加拿大、美国、澳大利亚等国家在使用救生舱有着硬性的规定。在相关政策法规的支持下，欧美各国十分重视应急救援工作及相关研究，投入了大量的资金，使得一些具有较强科研实力的企业单位参与其中，如澳大利亚的MineARC 系统公司(MineARCSystems)、Shairzal 安全工程公司(ShairzalSfaetyEngineering)、Cowan 制造有限责任公司；美国杰克肯尼迪金属制品公司(JackKennedyMetalProducts)、现代矿业安全支持有限公司(Modenr MineSafetySupply，LLC )、Strata 公司(StrataProductsUSA)；德国德尔格安全设备有限责任公司(DraegerSafetyInc)等。在救生舱中生存时，随着被困人员在救生舱内的时间增长，舱内将会有 CO、CO、HS、CH 等多种有毒有害气体的积聚，被困人员必须时刻掌握所处密闭空问内外的各类参数，根据情况的变化采取相应措施维持生存条件。多数有毒气体浓度的变化不可能通过人体器官及时感知就足以致命了，因此，救生舱的空调系统显得尤为为重要，现有救生舱已有不少的案例。如 2006 年 1 月 29 日凌晨 3 时，加拿大萨斯喀彻温省(Saskatchewan)一座钾盐矿井发生火灾事故， 72 名矿工被困井下，转移至矿井救生舱(澳大利亚 MineARC 系统公司生产)中，经过 26 小时全力营救，72 名矿工全部成功获救，在世界范围内引起轰动效应。2与国外相比，国内对移动式救生舱的空调系统研究起步较晚，其设计思路还不十分成熟，缺少必须的试验和检验支持，更无行业标准可以依据。据不完全统计，到目前为止，国内有十几家企业、单位在进行救生舱的空调系统研制工作。目前，国内对救生舱的空调系统研制工作虽然在紧锣密鼓地进行。1.3 矿难救生舱空调系统的应用近年来，根据世界各国对矿井事故的调查，在火灾和爆炸等事故发生的现场瞬间受到伤害死亡的矿工只占事故伤亡人数的一部分，有相当一部分的矿工都是因为在矿井透水或火灾爆炸后不能及时升井或逃离高温和有害气体现场，导致溺水、窒息或中毒死亡的。因此，各国都在大力建设矿井避难矿道和研制矿用救生舱，以便为矿井发生事故后无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御爆炸冲击、高温烟气、隔绝有毒有害气体、对内能为被困矿工提供氧气、水和食物，去除有害气体，赢得较长的生存时间。同时，被困人员还能通过舱内通讯检测设备，引导外界救援。救生舱的空调系统的应用可以调节救生舱内的温度延长被困人员的生存时间，为了节约空间空调器尽量体积小型化、重量轻量化。首先热交换器采用了新型翅片结构和内螺纹高效传热管使产品体积缩小 25以上；其次是采用了体积小重量轻的涡旋式压缩机，使机体结构紧凑；第三，采用了质量轻的材料( 如铝、工程塑料等)制造空调器的零件；第四，在结构上更多的采用多体式设计 使室内外机组体积减少，重量减轻，更易于安装和维护。目前大多数空调器都使用 R22 制冷剂，但是它对大气臭氧层有破坏作用，欧洲已经从 2000 年起逐步停止使用，日本、美国等将在 2020 年逐步停止使用。日本一些大的空调器公司正在积极开发对臭氧层无破坏作用的环保型房间空调器，较有效的是在房间空调器中使用 R407C 和 R410A 制冷剂。设计的目标：矿下用的防爆空调器，实现制冷制热的功能。设计参数：空调系统的设计参数就是工况，所谓工况，是指制冷系统的工作条件。用来作为比较制冷机型能参考状态的工况一般应包括制冷机的蒸发温度、冷凝温度、过冷温度、过热温度、吸气过热温度等。与名义参数相应的温度条件称为名义工况。我国标准“JB/T766695 制冷和空调设备名义工况一般规定”规定了容积式制冷压缩机及机组和压缩冷凝机组、容积式和离心式冷水机组、单元式空调机、房间空调器等的名义工况。为了使用方便，一般都给出了这些名义工况的参数，这些参数为客户提供了参考依据和制冷机或制冷压3缩机的性能参数。所以根据国家提供的名义工况初步拟定本设计的空调的工作条件。所用的制冷剂为 R407C，工况初步定为 to=7.2; tk=54.4; 过冷度为 3.5；过热度 11；吸气温度为 18 5 6。4第 2 章 避难救生舱空调系统设计总体设计2.1 整 体 设 计 方 案 的 提 出方 案 一 ：空调的制冷剂采用 R407C 为制冷剂。热力循环过程 p-h 图如图 2-1 所示：图 2-1 热力循环过程 p-h 图R407C 在制冷工况下热力循环计算：R407C 在制冷工况下的热力循环计算 8 9:单位质量制冷量： hqo41式中 R407C 在点 1 处的比焓；取值 426.8 kJ/kg；h1R407C 在点 4 处的比焓；取值 275.7 kJ/kg；4 kj/g)(8.57.28.641qo单位容积制冷量： vqo1式中 R407C 在点 1 处的比体积，取值 0.04378 m3/kg；v15)mkj/(2.345078.131vqo单位理论功： hsw式中 R407C 在点 2s 处的比焓，取值 461.45 kJ/kg。hs2 kj/g)(57.348.2645.12hswo点 2 状态的焓值： j/)(.7.03)(12 is式中指示效率取 0.76iR407C 在制冷工况下热力循环状态点的参数如表 2-1 所示 7:表 2-1R407C 在制冷工况下热力循环状态点的参数表状态点 压力 P/bar温度 T/比体积 V/(m3/kg)比焓 H/(kJ/kg)比热 S/(kJ/kg k)0 5.78 7.2 0.04156 417.51 1.7851 5.78 18 0.04378 426.88 1.8182 21.8 86.6 0.0127 472.37 1.8502s 21.8 77 0.01195 461.45 1.8182v 21.8 54.4 434.96 1.743 21.8 49.5 282.71 1.2724 21.8 46 275.75 5.78 2.8 275.7 1.275单位冷凝热:kj/g)(67.19.2537.42hqk制冷剂的质量流量： 0.0J/s.8omQ压缩机理论功率：kW)(916.7.3426.0 wqp6压缩机的指示功率： kW)(21.76.09ioip理论制冷系数： 5.84.3oq实际制冷系数： .1.2oiiQP冷凝器热负荷：kW)(1.567.90.qkmk压缩机实际输气量：/s)(m0.438.25. 31 vs压缩机理论输气量： /s)(126.70/6./ 33qvsh式中输气系数取 0.7压缩机轴功率： kW)(51.802miep式中机械效率取 0.8m电动机的功率： k)(20.75.11moep电动机效率取 0.75mo性能系数：70e42.65p1.QCOP热力完善度： 0el.98.ERR407C 在制热工况下热力循环计算：R407C 在制热工况下热力循环状态点的参数表 2-2R407C 在制热工况下的热力循环计算:单位质量制冷量： hqo41式中 R407C 在点 1 处的比焓；取值 422.4 kJ/kg；h1R407C 在点 4 处的比焓；取值 253.47 kJ/kg；4kj/g)(93.687.25.41qo单位容积制冷量： vqo1式中 R407C 在点 1 处的比体积，取值 0.05782 m3/kg；v1 )kj/(65.290578.36vqo表 2-2R407C 在制热工况下热力循环状态点的参数表状态点 压力 P/bar温度 T/比体积 V/(m3/kg)比焓 H/(kJ/kg)比热 S/(kJ/kg k)0 4.35 -1 0.05487 412.99 1.7941 4.35 10 0.05782 422.40 1.8272 16.4 76 0.01707 467.97 1.8592s 16.4 65.7 0.01621 457.03 1.8272v 16.4 43 0.01402 432.89 1.7543 16.4 37.5 259.76 1.2014 16.4 33.5 253.475 4.35 -6 253.47 1.202单位理论功：8hswo12式中 R407C 在点 2s 处的比焓，取值 457.03 kJ/kg。hs2 kj/g)(63.40.23.457点 2 状态的焓值：j/)(97.)(12his式中指示效率取 0.76i单位冷凝热:kj/g)(5.2147.39.42 hqk制冷剂的质量流量：j/s)(0.168Qom压缩机理论功率：kW)(821.3.427.0wqp压缩机的指示功率： )(0.6.ioi理论制冷系数： 8.43.910wq实际制冷系数： 7.8.10pQii冷凝器热负荷：kW)(04.523.qkmk压缩机实际输气量： /s)m(137.07. 31 vs压缩机理论输气量：9/s)(m108.760/13./ 3qvsh式中输气系数取 0.76压缩机轴功率： kW)(35.180.miep式中机械效率取 0.8m电动机的功率： k)(8.175.031moep电动机效率取 0.75mo性能系数： 96.235.14pQCOPeo热力完善度： 2.814pEReo方案二:空调的制冷剂采用 R22 为制冷剂R22 在制冷工况下的热力循环计算:R22 在制冷工况下热力循环状态点的参数见表 2-3:单位质量制冷量： hqo41式中 R407C 在点 1 处的比焓；取值 416.1 kJ/kg；h1R407C 在点 4 处的比焓；取值 263.2 kJ/kg；4 kj/g)(9.52.63.1ho单位容积制冷量：10vqo1式中 R407C 在点 1 处的比体积，取值 0.04 m3/kg；v1 )kj/(5.38204.9vqo表 2-3R22 在制冷工况下热力循环状态点的参数表状态点 压力 P/bar温度 T/比体积 V/(m3/kg)比焓 H/(kJ/kg)比热 S/(kJ/kg k)0 6.25 7.2 407.86 1.7411 6.25 18 0.04 416.1 1.7702 21.4 96 0.01388 459.2 1.7992s 21.4 85 0.013 448.87 1.7702v 21.4 54.4 418.02 1.6803 21.4 54.4 269.53 1.2274 21.4 50 263.205 6.25 7.2 263.20 1.225单位理论功： hswo12式中 R407C 在点 2s 处的比焓，取值 448.87kJ/kg。hs2 kj/g)(7.30.4687.12hswo点 2 状态的焓值：j/)(20.4591.2)(12 is式中指示效率取 0.76i单位冷凝热:kj/g)(1962.3.4592hqk制冷剂的质量流量：11kj/s)(026.9154qQom冷凝器热负荷： W)(14.kk压缩机理论功率： k859.07.3206.0 wqpm压缩机的指示功率： )(1.ioi理论制冷系数： 67.4.32950wq实际制冷系数： .1Wii压缩机实际输气量：/s)(m05.4026. 31 vqms压缩机理论输气量： /s)(18.7/5./ 33vsh式中输气系数取 0.76压缩机轴功率： kW)(41.803.miep式中机械效率取 0.8m电动机的功率：12kW)(8.175.041moep电动机效率取 0.75mo性能系数： 84.21.pQCOPeo热力完善度： 3.28.1pEReoR22 在制热工况下热力循环计算:R22 在制热工况下热力循环状态点的参数表 2-4:表 2-4R22 在制热工况下热力循环状态点的参数表状态点 压力 P/bar温度 T/比体积 V/(m3/kg)比焓 H/(kJ/kg)比热 S/(kJ/kg k)0 4.81 -1 404.86 1.7531 4.81 10 0.05155 412.92 1.7822 16.5 86 0.01810 455.89 1.8112s 16.5 74.2 0.017 445.58 1.7822v 16.5 43 416.94 1.6953 16.5 43 253.79 1.1794 16.5 39 248.395 4.81 -1 248.39 1.178单位质量制冷量： hqo41式中 R407C 在点 1 处的比焓；取值 412.92 kJ/kg；h1R407C 在点 4 处的比焓；取值 248.39kJ/kg；4kj/g)(53.69.28.41qo13单位容积制冷量： vqo1式中 R407C 在点 1 处的比体积，取值 0.05155 m3/kg；v1 )kj/(7.3905.64vqo单位理论功： hsw12式中 R407C 在点 2s 处的比焓，取值 445.58kJ/kg。hs2 kj/g)(6.39.458.12hswo点 2 状态的焓值：j/)(89.452.17.0)(12 is式中指示效率取 0.76i单位冷凝热:kj/g)(4.20739.85.42 hqk制冷剂的质量流量： j/s)(.16Qom冷凝器热负荷： kW)(04.527043.qkk压缩机理论功率： 9.6.0wpm压缩机的指示功率： k)(05.17.94ioi理论制冷系数：1404.56.3210wq实际制冷系数： 8.97.Wii压缩机实际输气量：/s)m(1025.0.243. 31 vqms压缩机理论输气量： /s)(64.7/5./ 33vsh式中输气系数取 0.76压缩机轴功率： kW)(31.805.miep式中机械效率取 0.8m电动机的功率： k)(75.1.031moep电动机效率取 0.75mo性能系数： 05.31.4pQCOPeo热力完善度： 29.758.14pEReo152.2 总体方案的确定R22 是氢氯氟烃化合物(HCFCs) 制冷剂的代表，被广泛用于空调系统。R22 无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比 R12 略大，但仍然是安全的制冷剂，安全分类为 A10 它的传热性能与 R12 差不多，流动性比 R12 好；溶水性比 R12 稍大，但仍然属于不溶于水的物质。对 R22，含水量仍然限制在0.01以内。同时系统内应装设干燥器。R22 化学性质不如 R12 稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙醇橡胶。 R22 能够部分地与矿物油相互溶解，而且其溶解度随着矿物泊的种类及温度而变。矿物油在 R22 制冷系统各部分中产生不同的影响。R22 制冷剂比 CFCs 多含了氢，使得它的化学性质也不如 CFCs 稳定，被释放到较低的大气中就会分解，只有很少的部分会到达臭氧层。所以虽然氢氯氟烃化合物也含有氯，它的臭氧消耗潜能为 R12 的 5。同时 R22 是目前在全球被广泛应用的最高能效比的冷媒，R22 属于 HCFC 类制冷剂，它能导致全球气候变暖，特别是对臭氧有破坏，这是 R22 将要被限制和禁止使用的条件。R407C是由HFC32 、HFC125和HFC134a按质量百分比23 、25、52混合而成的非共沸制冷剂，在压力为标准大气压时，其泡点温度为-43.4 度，露点温度为-36.1度，与R22的沸点较接近。与其他HFC制冷剂一样，R407C也不能与矿物油互溶，但能溶解于聚酯类合成润滑油。研究表明，在空调工况( 蒸发温度 =7)下， R407c容积制冷量以及制冷系数比R222略低(约5)。因此，将R22的空调系统换成R407c，只要将润滑油和制冷剂改换就可以了，而不需要更换制冷压缩机，替代成本较低。这是R407c 作为R22 替代物的最大优点，R407C 已被认为是 R22比较理想的替代制冷剂 18。并且通过上文的计算也得出了使用R407C的性能更加优秀。所以选择方案二进行设计。其具体结构如下图2-2和图2-3所示：16图 2-2 室外机装配图图 2-2 室内机装配图17第 3章 换热器及毛细管的设计计算3.1 冷凝器的设计计算设计一台冷量 4kw 的 R407 制冷剂分体式空调器的冷凝器。其工作条件为冷凝器温度为 50，进风温度为 35，出口温度为 43。 根据材料，工艺设备状况和推荐标准，采用传热管为10mm0.5mm 纯铜管，肋片为平直套片（铝片） ，片厚 f=0.15mm，片宽为 L=44mm。凝器热负荷的确定：根据其制冷量循环的蒸发温度 t0=7.2的要求 ，查图（制冷原理与装置 ） 86-18 得 C0=1.252，冷凝器的热负荷：Qk=C0Q0=4000*1.252=5008 W 凝器的结构的初步规划及有关参数： 管排采用正三角形排列，管间距S1=25mm，排间距 S2=21.65mm，肋片间距 Sf=1.8mm，沿气流方向的管排数n=2，因此：各部分单位管长的面积为：肋片面积： 21()4f bfsds22 10.5.6(0.13)0.889 m/ 肋间基管表面积： 1fbfds20.5.3()8096 m/肋管外总表面积： tfb1820.589.653 m/肋管内表面积： 20.9.86 m/iifd肋化系数： .531.02tif空气进出冷暖器的温差及风量：温差： 124358oattC风量： 30.570 m/s.91kampaQVct式中，取当地大气压 PB=98.07 KPa,由空气（干空气）热物理性质表 10，在空气平均温度条件下，比热容 ，热导率43592omtC103 J/(kg.)paC，0.6 w/(.k)f运动黏度 ，在进风温度为 35条件下，空气平均密度62m17.50 /s。3.09 kg/肋片效率及空气侧换热系数：根据肋片参数，冷凝器的最小流通面积 与迎minA风面积 之比：fA1min (2510.3)(8.5)0.39bfffsd考虑降噪，节能等因素，取迎风面的风速 。则最小流通面风速：. m/sfw19maxin2.03.71m/s59ffAw当量直径： 12bffeqsd4.7652.9 m空气雷诺数： axReqefmwdv363.712905单元空气流道长径比：41.832.967eqLd根据附表（制冷原理与装置 11 E-1 之二空气通过整张平直套片的换热计算公式中： 2360.518.230.45310eqeqeqLLLAddd23.1.8.84.8640.24R.3fC.69.81.0245200.456eqLnd.14.8379R0.280efm6.197所以管外的传热系数： 01.RmfnefeqqLaCd0.54790.29732.64.6218397058 w/(k) 对于叉排管有：，其中 ， 1.3152.430bsd所以得 .2740.258肋片当量高度： 1.3lnbdh0.2580.5l2.8. m肋片特性参数 :10258.46.9301fam21其中 为铝片的热导率。1203fwmk其肋片效率：fth0.6723t0.586723.19冷凝器外表面效率： tfbs0.589.710.29653管内 R407C 冷凝时的表面传热系数：首先设壁温 ，则平均温度 ，根据*4.wt4.51.92wkmtR407C 蒸汽在管内冷凝换热有关计算式的相关参数要求，查表得：， ，代入式中得：0.25.1sr8.2mB0.250.250.2563ismikwarBdt. 0.250.25.8.1(9)(4.)9(4wwtt 由热平衡关系求解管壁温度：忽略薄壁铜管热阻与肋片间接触热阻，则管内外热平衡关系为：0ikwstwamadtf即 0.253261.9.90.8795.43859kwkwt t t22整理得 0.7592.184.2.639wwtt由试凑法得 =49.65时，上述等式成立。此值与所设定的 近似wt *4.5wt相等。计算所需的传热面积：以管外面积为基准的传热系数 10offi sKraa321.519.6.904814. 5.079305 w/(mk)式中1.5321.908.6tmf取 ，0.48r30.5f则 0.252261.94.69. w/(mk)ia求平均温差：214315.lnlnamkt所需的管外传热面积及结构参数：管外面积：205081.93m3.kofmQFKt取 11m 2所需的肋片管总长度：230120.43m.58tFLf若取冷凝器每列管数 16 根。总根数 216=32 根。以单管有效长度为 0.7m 计算,其总有效长度为 360.7=25.2m。冷凝器的高度为 1625=400mm。冷凝器的迎风面积为 ,实际的迎风风速为20.74.8 mfA，与所设风速相符。.51.9 /s28affvW空气的流动阻力及风机选配：光管肋片 A=0.007，粗糙肋片 A=0.0133阻力：1.7max1.71.2980.34.8(.0953)5.7 PaeqLgAwd圆整后取值为 26Pa则该冷凝器需要配用风机的额定风量 30.5 /saV风机全压： stdgH2261.095.428 PamfW风机采用电动机直接传动，则传动效率 ；取风机全压效率 ，则1m0.6fan电动机输入功率： 0.57286 w1afnmVHP243.2 蒸发器的设计计算制冷量为 ,空气进口参数：干球温度为 ，湿球温度02.Qkw127t，以 R407C 为制冷剂， ，流量 。19st07.2t0.65 kg/sdG结构的初步规划：传热管选用 紫铜管，肋片选用缝隙式 铝片，肋10.5mf=.12m片节距 。管簇为正三角形排列，管间距 ；沿气流方向的.5fs 15s管排数 N=2 排，侧肋片宽 L=44mm。 2(0.)0.4 bofd肋片管各部分传热面积计算：管外肋片面积 ：tf 2201(cos3)4bt ff220321.(5s)0.0.619 m/肋间管外表面积 ：bf()fbds320.11.45098 m/管外总表面积 tfb2.61.504 /25管内表面积 ：if20.9.86 m/iifd肋化系数 ：0.64152.78tif当量直径 ：eqd12()bffesd(50.4)(.512)2. mm最窄流通面积与迎风面积之比 ：1()ffbsd(.502)(.4).43确定空气在流经蒸发器时的状态变化过程：由给定的进风参数查 3-1 图，得 ， 。根据风1i5.3 kJ/g10.95 g/kd量选择原则 0.86(.0.2)VQ取设计风量为： 30.5.860.2540 /a mh26图 3-1 湿空气处理的 i-d 图进口湿空气的比体积 ：1v1(0.6)abRTdp33287.42(0.61.95)/0.6 / mkgmkg空气的质量流量143096.5/.8avGkgh进出口空气的比焓差：2.1. /4oaQi J出口空气的比焓：215.30.8 /iikg27设取传热管壁面温度 =12.5， =10g/kg，查得 =35kJ/kg。 （取 ）wtwdwi 10%w得空气处理过程的饱和状态点 w，连接 1-w 与 相交于 2 点，得到蒸发器出空2气状态干球温度 =16.5， =9.6 g/kg。2t2d蒸发器中空气的平均比焓 12lnmwwii5.34085l6.7 /kJg则 线与 1-w 线相交于 m 点，同时查得空气的平均状态参数为： =20，mi mt=10.2g/kg， =1.162kg/ m3， =15.710-6/s， =0.0250w/(mk)dm计算空气侧换热系数取蒸发器管列为 10，单管有效长度为 B=0.65m，蒸发器的高度H=1025=250mm=0.250m迎面风速：430/0.735/.256agVwmssHB低于表 6-9 中迎面风速推荐值，有利于降低室内气流噪声。最窄通风面风速max0.731.5/42gs雷诺数3ax6.271570eqefmwdRv28管外空气表面传热系数计算。按制冷原理与装置附录 E-1 之二强制通风肋片管外空气表面传热系数计算式： 0.5max2.613oaw.25. /()k析湿系数 1.46mwdt0.21.5肋片效率 ()fthm其中 1325.12065.4ofam (1)0.3ln)bdh由于叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比，且 ，故AB25.4od1.70.3AB25.1.4所以 10.(.)(0.35ln2.)10.54 2h m341.9.fth29空气侧当量表面传热系数 ：j()fbjot20.9610.29581.0635.()48 /)wmk计算管内表面传热系数 ：i其循环量为 54.4 7.2 18 46ktot1t4t根据制冷原理与装置附录 E-2 之二中氟利昂在沸腾表面传热系数计算式，B=1.542 ，则0.26diiGqB每根管流量单位 kg/sd管内单位面积热流量 w/mi0.260.651.419()ii iq计算管内的传热面积 ：iF取管内污垢热阻 ，管外污垢热阻 ，则以管外面积为0ir20.48()/ormkw基准的传热系数 为：oK12toii jfr30.60.617520.6451.048129. 3.68.34iiq平均传热温差： 87lnl1oomot c30计算 ：由热平衡关系 和 可得：iq0iq0mKt0.62.71384i iq解方程得： 2730 w/miq从而求得所需的换热面积：202.73iiQFmq求所需传热管的长度：.9.682iLf计算有效管长： .0.431m所需的管外传热面积 Ao：209.68.56.tALf实际规划的传热面积 21.5210.4.39otABnf m校核壁温由 ()ijmitt0.612592.73861.2)ii iqt.73.(.i it5.73i，比设0it7.21.9wt计壁温 12.5略有升高，设计合理。31风侧阻力计算：干