蒸发器的设计计算

1、蒸 发 器 设 计 计 算已知条件：工质为R22,制冷量3kW,蒸发温度to =79,进口空气的干球 温度为tai =219，湿球温度为L =15.5C ,相对湿度为$=56.34%;出口空气 的干球温度为ta2 =139 ,湿球温度为tb2 =11.19，相对湿度为4=80 %;当地 大气压力Pb =101325Pa。(1)蒸发器结构参数选择选用410 mm父0.7 mm紫铜管，翅片厚度6f= 0.2mm的铝套片，肋片间距 Sf =2.5mm,管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距 s = 25mm ,沿 气流方向的管排数nL =4,迎面风速取Wf =3m/s。(2)计算几何参数翅片为

2、平直套片，考虑套片后的管外径为沿气流方向的管间距为沿气流方向套片的长度为设计结果为L=3s2 25 = 3 21.65 25 = 89.95mm每米管长翅片表面积：每米管长翅片间管子表面积：每米管长总外表面积：每米管长管内面积：每米管长的外表面积：肋化系数：每米管长平均直径的表面积：(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空气在下17rC的物性参数最窄截面处空气流速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(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燃湿图可得hi =43.364kJ/kg,h2 =31.924kJ/kg,d = 8

3、.723g/kg,d2 =7.443g/kg。在空气的燃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(5=1.0)相交于点w,该点的参数是 hw =25kJ/kg,dw =6.6g.kg,tw =89。在蒸发器中空气的平均比始值由始湿图查得tm =16.2 C,dm=8g.kg析湿系数(5)循环空气量的计算进口状态下干空气的比体积循环空气的体积流量(6)空气侧当量表面传热系数的计算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(4-13)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db25=2.410.4肋折合高度为凝露工况下翅片效率为当量

4、表面传热系数(7)管内R22蒸发时的表面传热系数R22在to =7七时的物性参数为：饱和液体密度饱和蒸气密度:l u 1257.3kg . m3Pg = 26.43kg m3液体粘度l =202.2 10Pa s气体粘度巳 =11.815 10-Pa sg汽化热0 =199.56 kJ kg液体热导率=13.2 10-W/m K蒸气热导率g=9.9310,W/m Kg液体普朗特数Prl=2.62蒸气普朗特数Prg=0.92R22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、=0.25,出口干度X2=1.0。则R22的总质量 流量为作为迭代计

5、算的初值，取qi = 7200W/m2 , R22在管内的质量流速 g； = 160 kg/(m2 s )0则总流通面积为每根管子的有效流通截面积蒸发器的分路数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的质量流量为每一分路中R22在管内的实际质量流速为 于是(8)传热温差的初步计算(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 r0 =0.0048W, m2 K(10)核算假设的qi值计算表明，假设的qi =7200W/m2初值与核算的值6851W/m2较接近，故假设有 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蒸发器所需传热管总长迎

6、风面积Af =q,a = 798.67 =0.0 7 m2wf3 3 60 0取蒸发器的宽度B =350mm ,高H = 300mm 。实际迎风面积为2Af =0.35 0.3 = 0.105m。已选定垂直于气流方向的管间距为 Si =25mm,故垂直于气流方向的每排管子数为深度方向为4排，共布置48根传热管，故传热管的实际总长为传热管的实际内表面传热面积为下面计算蒸发器的实际外表面积48根0.35m长的管其翅片间管子表面积管子左右两边都要伸出一定距离，分别取为10mm, 3mm； U型管需要用弯头相接，取弯头半径为R=12.5mm。由于管径很小，伸出部分换热可以忽略不计。每一翅片（宽312.5mm,深约为90mm）总的外表面积总翅片数为 3 50 2.5 = 1 4 0再力口 1为141片翅片的总外表面积套片管的总外表面积根据“计算单元”计算的总外表面积只有二者有一定差距，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312.5mm,深度为21.65 父3+25= 89.95mm,宽度为 350+20乂 2 = 390mm。（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