蒸发器的设计计算

专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 蒸发器设计计算 已知条件 工质为 R22 制冷量 蒸发温度 进口空气的干kW3Ct 7 0 球温度为 湿球温度为 相对湿度为 出口空Cta 21 1 Ctb 5 15 1 34 56 气的干球温度为 湿球温度为 相对湿度为 当Cta 13 2 Ctb 1 11 2 80 地大气压力 PaPb101325 1 蒸发器结构参数选择 选用紫铜管 翅片厚度的铝套片 肋片间距mmmm7 010 mm f 2 0 管排方式采用正三角排列 垂直于气流方向管间距 沿mmsf5 2 mms25 1 气流方向的管排数 迎面风速取 4 L nsmwf 3 2 计算几何参数 翅片为平直套片 考虑套片后的管外径为 mmdd fob 4 102 02102 沿气流方向的管间距为 mmss65 21866 0 2530cos 12 沿气流方向套片的长度为 mmsL 6 8665 2144 2 设计结果为 mmsL95 892565 213253 2 每米管长翅片表面积 f bf s dssa 1000 4 2 2 21 5 2 1000 4 10 4 14 3 65 21252 2 mm23651 0 每米管长翅片间管子表面积 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 f ffb b s sd a 5 2 1000 2 05 2 4 1014 3 mm203 0 每米管长总外表面积 mmaaa bfof 2 3951 0 03 0 3651 0 每米管长管内面积 mmda ii 2 027 0 20007 0 01 0 14 3 每米管长的外表面积 mmda bb 2 0 03267 0 0104 0 14 3 肋化系数 63 14 027 0 3951 0 i of a a 每米管长平均直径的表面积 mmda mm 2 02983 0 2 0086 0 0104 0 14 3 3 计算空气侧的干表面传热系数 空气的物性 空气的平均温度为 C tt t aa f 17 2 1321 2 21 空气在下的物性参数C 17 3 215 1mkg f KkgkJcpf 1005 704 0 rf P smvf 6 1048 14 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 最窄截面处空气流速 sm s s s s ww ff f d f b 58 5 2 05 2 5 2 4 1025 25 3 1 1 max 干表面传热系数 干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式 4 8 计算 15 0 4 0 0max 4 2618 0 0014 0 bo of f a a v dw 15 0 4 0 6 03267 0 3951 0 1048 14 0104 0 58 5 2168 0 0014 0 00792 0 kmW P cw r pff 2 3232 max4 0 2 68 704 0 100558 5 215 1 00792 0 4 确定空气在蒸发器内的变化过程 根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得 在空气的kggdkggdkgkJhkgkJh443 7 723 8 924 31 364 43 2121 焓湿图上连接空气的进出口状态点 1 和点 2 并延长与饱和气线相交于 0 1 点 w 该点的参数是 CtkggdkgkJh www 8 6 6 25 在蒸发器中空气的平均比焓值 kgkJ n hh hh n hh hh w w wm 73 36 25924 31 25364 43 1 924 31364 43 25 1 2 1 21 由焓湿图查得kggdCt mm 8 2 16 析湿系数 42 1 8 2 16 6 68 46 2 146 2 1 wm wm tt dd 5 循环空气量的计算 hkg hh Q q dam 06 944 924 31364 43 36003 21 0 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 进口状态下干空气的比体积 b a P dTR v 11 1 0016 0 1 101325 723 8 0016 0 12115 2734 287 kgm3846 0 循环空气的体积流量 hmvqq damav 67 798846 0 06 944 3 1 6 空气侧当量表面传热系数的计算 bf bff j aa aa 0 对于正三角形排列的平直套片管束 翅片效率小型制冷装置设计指导式 4 f 13 计算 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4 2 4 10 25 d B 1 b m 且 B A 3 027 1 B A m 3 014 227 1 55 2 肋折合高度为 mm d h b 7 1055 2 ln35 0 1155 2 2 4 10 ln35 0 11 2 m m ff 1 06 64 3 102 0236 42 1 2 6822 0 凝露工况下翅片效率为 8683 0 107 1006 64 10 7 1006 64 3 3 th hm hmth f 当量表面传热系数 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 bf bff j aa aa 0 3951 0 03 0 365 0 8683 0 2 6842 1 06 85 2 KmW 7 管内 R22 蒸发时的表面传热系数 R22 在时的物性参数为 Ct 7 0 饱和液体密度 3 3 1257mkg l 饱和蒸气密度 3 43 26mkg g 液体粘度 sPa l 6 102 202 气体粘度 sPa g 6 10815 11 汽化热 kgkJ56 199 0 液体热导率 KmW l 10 2 13 3 蒸气热导率 KmW g 1093 9 3 液体普朗特数 62 2 rl P 蒸气普朗特数 92 0 rg P R22 在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式 4 5 计算 计 算查的 R22 进入蒸发器时的干度 出口干度 则 R22 的总质量25 0 1 x0 1 2 x 流量为 hkg xx Q qm16 72 25 0 156 199 360033600 120 0 作为迭代计算的初值 取 R22 在管内的质量流速 2 7200mWqi 则总流通面积为 smkggi 2 160 24 1025 1 3600160 16 72 3600 m q q A i m 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 每根管子的有效流通截面积 25 22 108 5 4 0086 014 3 4 m d A i i 蒸发器的分路数 16 2 108 5 1025 1 5 4 i A A Z 结合分液器的实际产品现状 取分路数为 Z 2 每一分路中 R22 的质量流量为 hkg Z q g m m 08 36 2 16 72 每一分路中 R22 在管内的实际质量流速为 smkg A g g i m i 2 5 8 172 108 53600 08 36 3600 于是 4 0 101 2 56 199 8 172 2 7 rg q B i i 09634 0 3 1257 43 26 625 0 625 0 11 5 08 0 5 0 8 0 0 l g x x C 224 0 0086 0 8 9 3 1257 8 172 2 2 2 2 il i rl gd g F 08 2756 10 2 202 0086 0 625 0 1 8 172 1 Re 6 l i l dx i g i l rlll d P 4 08 0 Re023 0 0086 0 0932 0 62 2 08 2756023 0 4 08 0 11 207 fl cc rl c li FBCFCC 45 2 0301 25 2 2101 2 2 667224 0 2509634 0 136 1 11 207 7 0 4 3 09 0 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 KmW 2 35 4050 8 传热温差的初步计算 C tt tt tt a a aa m 44 9 713 721 ln 1321 ln 02 01 21 9 传热系数的计算 管内污垢热阻可以忽略 接触热阻以及导热热阻之和取为 i r KmWr 2 0 0048 0 KmW r a a k jii of 2 0 0 6 49 06 85 1 0048 0 027 0 35 4050 3951 0 1 1 1 10 核算假设的值 i q 2 0 2 46844 9 6 49mWkq mo 2 68512 468 027 0 3951 0 mWq a a q o i of i 计算表明 假设的初值与核算的值较接近 故假设 2 7200mWqi 2 6851mW 有效 可用 11 蒸发器结构尺寸的确定 蒸发器所需的表面传热面积 20 417 0 7200 3000 m q Q A i i 20 0 408 6 2 468 3000 m q Q A o 蒸发器所需传热管总长 m a A l of t 21 16 3951 0 408 6 0 迎风面积 2 074 0 36003 67 798 m w q A f av f 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 取蒸发器的宽度 高 实际迎风面积为mmB350 mmH300 2 105 0 3 035 0 mAf 已选定垂直于气流方向的管间距为 故垂直于气流方向的每排管子数mms25 1 为 12 25 300 1 1 s H n 深度方向为 4 排 共布置 48 根传热管 故传热管的实际总长为 mlt 8 164835 0 传热管的实际内表面传热面积为 2 454 0 42 0 0086 0 14 3 4835 0 48mdA ii 09 1 417 0 454 0 i i A A 04 1 21 16 8 16 t t l l 下面计算蒸发器的实际外表面积 48 根长的管其翅片间管子表面积m35 0 2 505 0 0002 0 5 2 350 35 0 0104 0 14 3 48m 管子左右两边都要伸出一定距离 分别取为 U 型管需要用弯头mm10mm3 相接 取弯头半径为 由于管径很小 伸出部分换热可以忽略不计 mmR 5 12 每一翅片 宽 深约为 总的外表面积mm 5 312mm90 2 2 0487 0 4 01 0 14 3 4809 0 3125 0 2m 总翅片数为 再加 1 为 141 片1405 2350 翅片的总外表面积 2 867 6 0487 0 141m 套片管的总外表面积 专业资料整理分享 完美 WORD 格式编辑 2 372 7 505 0 867 6 m 根据 计算单元 计算的总外表面积只有 2 638 6 8 163951 0 mlf tt 二者有一定差距 但是在误差范围之内 综上分析设计 可以定出翅片结构参数如下 高度为 深度为mm 5 312 宽度为 mm95 8925365 21 mm390220350 12 空气侧阻力计算 空气侧阻力计算根据小型制冷装置设计与指导式 4 10 和 4 12 进行 首先计 算 t p 1 2 10001025 10001014 3 10001025 1000 0 d A A tc t 由小型制冷装置设计与指导图 4 21 确定 t f 6 3853 1048 14 01 0 58 5 Re 6 0max f d v dw 155 1 65 21 25 2 1 0 2 0 1 s s d s d s P P L T 1 x5 2 10 25 0 1 d s PT 由及查得 于是 T P d Re4 0 tz f 762 0 1 2 1 44 0 t tc tzt A A Nff 318 1 0 1 521 0 Re508 0 d s f df 318 1 521 0