冷凝器设计计算

1、冷凝器换热计算第一部分：设计计算一、 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： Qk=61000W冷凝温度：tk=50C 环境风温度：ta1 = 35C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：光管铜管水平间距：Si = 25.4mm 铜管竖直方向间距：S2 = 22mm 紫铜光管外径： d0= 9.52mm 铜管厚度： t= 0.35mm翅片厚度： f= 0.115mm翅片间距： Sf= 1.8mm冷凝器尺寸参数排数： NC= 3 排每排管数： NB= 52 排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算 翅片管外

2、径： db d0 2 f = 9.75 mm 铜管内径： di d0t=8.82 mm当量直径：deq T需）（Sff）f(Sf "f)=3.04 mm单位长度翅片面积:f2( SI S22字)Sf410 3 = 0.537 m2m单位长度翅片间管外表面积:db(Sff)sf 10_3 = 0.0286 m2m单位长度翅片管总面积:b = 0.56666 m2/m翅片管肋化系数:idi20462）空气侧换热系数迎面风速假定:Wf = 2.6 m/s最窄截面处风速：WmaX SfSIWf/(Sff )(S1 db) = 4.5 m/s冷凝器空气入口温度为：ta1 = 35C取出冷凝器时

3、的温度为：ta2= 43C确定空气物性的温度为：tm (ta1 ta2)2 = 39C在tm = 39C下，空气热物性：vf=17.5× 10_6m2s, f=0.0264WmK , P f=1.0955kgm3, Ga= 1.103kJ(kg* C)空气侧的雷诺数：Ref WmaXdeq/Vf =783.7由制冷原理与设备中公式（7- 36）,空气侧换热系数C f Rendeqdeq=50.3 Wm2K其中:0.518 0.02315()2630.000425()3 10 () = 0.1852d eqd eq0.24 RefA1.36 1000=0.217n 0.45 0.006

4、6= 0.5931d eqRefm 0.28 0.08- = -0.2171000铜管差排的修正系数为1.1 ,开窗片的修正系数为1.2 ,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）2× 1.1× 1.2 = 66.41 W/mK对于叉排翅片管簇:JL 0.3 =2.76812d7 = W0511.27式中：1,2为正六边形对比距离，11 12翅片当量高度：h'0.5df( ' 1)(1 0.351 n ') = 0.01169 mm 2-° =75.4 m-1a翅片效率：f tghm = 0.802mh'表面效

5、率：S 1 ff(1 f) = 0.812ft3）冷媒侧换热系数冷媒在水平光管内冷凝换热系数公式为：对R22在管内冷凝C=0.683, Bm, r25如下表:021.2686.681021.03983.32020.79279.653020.51375.814020.19371.655019.81166.84取管内壁温度为：tw=465C,冷凝温度：tk=50C冷媒定性温度：tm (tw tQ2tm=48.25C 插值得：rs0'25 = 19.877, Bm = 67.681/4=2998 × (tk- tw) 0.25因而：i Cj25Bm1d i (tk tW)如忽略铜管

6、壁热阻和接触热阻，由管内外热平衡关系：2998× (50-tw) -°25× 3.14di (50-tw) =0.812× 66.4× 0.56666×( tw-35)解方程可得：tw=46.3C ,与假设的46.5C接近，可不必重算。i = 2161 WrK(如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2 )4) 传热系数和传热面积传热系数为：其中：ri为管内污垢热阻，ro为管外污垢热阻，rc为接触热阻取 ri=0， ro=0.0001， rc=0计算得：ko= 32.65 W/rrK平均传热温差为：ta2 ta1tk ta1Intk

7、ta2=10.5故需要的传热面积为:Qk=1178m2所需要翅片管总长It5) 确定冷凝器得结构尺寸冷凝器长：A t = 2.013 m NBNC咼：B N BSI = 1.321m宽：C NCS2 = 0.066m风量为：VaCPa(ta2口=6.893 m3/s迎风面积为：Fy AB = 2.659 m2实际迎面风速为：Vf a =2.59 m/sFy与原假设的风速相符，不再另做计算6) 阻力计算空气侧阻力：R 9.81A(Ldeq)( WmaX)1.7 = 22.7Pa其中A考虑翅片表面粗糙度的系数，对非亲水膜取A= 0.0113,对亲水膜取A= 0.007铝片数量：NFAlSf = 2

8、013/1.8=1118 片铝片重量：GF (ff /2 fb) f It 2.7 103 = 28.96 kg铜管重量：Gt It (d02 di2)4 8.89 103 = 28.146 kg3、计算输出输出参数：冷凝器长、宽、高、翅片重量、铜管重量、肋化系数、翅片效率、翅片表面 效率、单位长度翅片面积；风量、迎面风速、最大风速、空气侧阻力；空气侧换热系数、冷媒换热系数、传热系数、对数温差、传热面积、铜管长第二部分：校核计算、校核计算流程图二、计算过程1、已知参数换热参数：冷凝温度：tk=50C环境风温度：ta1 = 35°C冷凝器结构参数：与设计时同。 冷凝器尺寸参数冷凝器长：A= 2000mm排数：NC= 3排每排管数： NB= 522、校