小型冷藏柜设计

PAGE27桂林航天工业高等专科学校毕业设计论文题目：小型冷藏柜设计学生姓名：学号:指导老师：系别：汽车工程系专业班别：完成时间：目录摘要…………3第一章概论……………4第二章冷藏柜的总体布置……………5第三章冷藏柜的热负荷………………7第四章箱体外表面的凝露校核………9第五章制冷系统循环热力计算………10第六章压缩机的选型及热力计算………13第七章冷凝器的设计计算………………15第八章蒸发器的设计计算………………21第九章毛细管的选择计算…………25参考文献………………26致谢………………………26摘要：本课程设计综合运用制冷原理、传热学、小型制冷装置设计指导、工程热力学的知识，借用成熟机型的结构，设计一台小型冷藏柜。关键词：压缩机蒸发器冷凝器毛细管Abstract：Thiscurriculumprojectsynthesisutilizationrefrigerationprinciple,heattransfertheory,thesmallrefrigeratingunitdesigninstruction,engineeringthermodynamics'sknowledge,borrowsthematuretypethestructure,designsasmallfreezerKeyphrase:CompressorEvaporatorcondenserCapillarytube第一章概论冷柜是商业和饮食业中使用面较广的商业制冷装置。通常指那些供商店或食堂服务人员用来短期贮存商品或食品的低温柜或箱。冷柜可分为冷藏柜和冷冻柜,也可以组合在一起。冷藏柜的柜内温度通常在0～8℃之间,冷冻柜柜内温度通常在0～-18℃以下,国产冷柜柜内温度也有设计成0～-15℃之间的,而专用型冷柜对柜内温度有不同的要求。冷柜也可根据需要制成具有冻结能力的冻结冷柜。根据使用地区的不同可制成两种形式,对使用在温带气候地区的冷柜使用环境温度是12～32℃,相对湿度是40％～85％;对亚热带地区的使用环境温度是18～40℃,相对湿度是40％～80％,这对设计制作冷柜围壁隔热层和融霜系统应有不同的要求。冷柜的内容积通常在0.4～3m3之间,小于O.4m3的冷柜通常列入家用冷柜,而大于3m3的冷柜通常制成组合冷库形式,便于操作人员贮存食品。由于要求操作人员在橱柜外面伸手拿取食品,因而冷柜的进深较浅。冷柜在结构形式上分为两大类：立式冷柜和卧式冷柜。立式冷柜和卧式冷柜不但在形式结构上差别较大，而且在功能种类上也不同。立式冷柜早先在国内由于温度在-lO℃左右且外型类似柜，故简称冷藏柜；而卧式冷柜的外型呈箱式，故早先简称为冷藏箱，用于存取冷食饮料或冷却瓶装饮料，其冷却方式除用空气直接冷却外，也可采用水作为载冷剂间接冷却。卧式冷柜存贮食品易堆积，不如立式冷柜存取方便，但卧式冷柜的上开门方式使冷量损失较少，结构较立式冷柜简单，价格便宜。第二章冷藏柜的总体布置冷藏柜的总体布置是冷藏柜设计的一个重要环节。本设计的总体布置是以实用、节能为依据。现根据所提出的任务给出如下设计条件：使用环境条件：冷藏柜周围环境温度ta=32℃，相对湿度Ψ=75±5﹪箱内温度：平均温度为tm=-12℃,箱内有效容积：总容积为263L制冷系统为单级蒸汽压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷，蒸发器为板管式蒸发器，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。制冷系统图如下形式，不设置水蒸发加热器。箱体结构：外形尺寸为1210mm×930mm×630mm（宽×深×高）。绝热层用聚氨酯发泡，其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验选取，其值如下表所示，箱体结构图如下所示。冷藏柜各面的绝热层厚度（mm）箱面两侧面前后面门体底面厚度(mm)55555565由于本设计选用R12的代替工质R134a，故在总体布置是还须考虑一下俩方面问题。①润滑油制冷工质R12中的氯原子有利于润滑，尤其是在高的压力下，氯原子起着良好的润滑作用，而替代工质R134a无氯原子，它与矿物质油难以互溶，前几年曾经选用聚烯氢甘醇（PAG）油与R134a配用，虽然解决了互溶性问题，但是由于聚烯氢甘醇润滑性不好，致使摩擦力增加，造成压缩机的COP下降。最近对新合成的聚酯油进行了试验，其结果表明，聚酯油不但润滑性比聚烯氢甘醇好，而且具有合适的粘度，低吸湿性等优点，为此本设计选用合成的聚酯油作为系统润滑油。②干燥过滤器采用R134a替代R12，要取得好的效果，干燥过滤器需要从新选择。其过滤器内的分子筛品种要根据R134a的直径大小来选配。因为聚酯类润滑油更容易吸水，故干燥过滤器内分子筛的重量比原来的增大20％左右。青岛电冰箱厂在试制过程中选用XH7型干燥过滤器替代原XH5型干燥过滤器，使用效果良好，故本设计也选用XH7型干燥过滤器。箱体结构图第三章冷藏柜的热负荷（1）冷藏柜箱体漏热量Q11）箱体隔热层漏热量Qa箱体隔热层漏热量按式Qa=KA（t1-t2）计算，计算时箱外空气对箱体外表面的表面传热系数α1取11.3w/（㎡．k），箱内壁表面对箱内空气的表面传热系数α2取1.16w/（㎡．k），隔热层材料的热导率λ取0.03w/（m．k）。K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）δ为隔热层厚度，各传热表面的传热量计算见下表：冷藏柜箱体各表面的传热量箱面计算值两侧面前后面门体底面面积A/㎡0.671.3190.7620.762传热系数Ｋ／Ｗ／（㎡．Ｋ）0.3590.3590.3590.321传热温差/℃44444455.2传热量Ｑ／Ｗ10.58320.83512.03713.502箱体隔热层漏热量为Qa=（10.583+20.835+12.037+13.502）W=56.957W2）通过箱门与门封条漏热量QbQb=0.15Qa=0.15×56.957=8.544W箱体漏热量为Q1=Qa+Qb=（56.957+8.544）=65.501W（2）冷藏柜开门漏热量Q2开门漏热量按公式Q2=(VB×n×△h)/(3.6va)计算。冷藏柜内容积VB取，开门次数为每小时10次，空气的比体积va为0.9m3/Kg，进入箱内空气达到规定温度时的降温降湿比焓差△h值为△h=h32℃，75％-h-12℃，100％=〔90-（-8.3）〕KJ/Kg=98.3KJ/Kg冷藏柜开门漏热量为Q2=(VB×n×△h)/(3.6va)=（0.26312×8×98.3）÷（3.6×0.9）=63.863W（3）贮物热量Q3，贮物热量按Q3=(M×C×t1+M×r-M×Cb×t2)/(2×3.6)计算，水的初始温度t1取25℃，实冰的温度t2取-2℃，水的质量M=263.12×0.005Kg=1.316Kg。则Q3=(M×C×t1+M×r-M×Cb×t2)/(2×3.6)W=〔1.316×4.19×25+1.316×333-1.316×2×（-2）〕÷(2×3.6)W=（137.851+438.228+5.264）÷7.2=80.742W式中M——水的质量，单位为Kg；C——水的比热容，C=4.19Kj/(Kg.k)r——水的熔化热,r=333Kj/KgCb——冰的比热容,Cb=2Kj/(Kg.k)。则冷藏柜的总热负荷为：Q=1.1（Q1+Q2+Q3）W=65.501+63.863+80.742W=210.106W箱体外表面的凝露校核绝热层厚度最薄处在两侧，按式tw=t1-K/α0（t1-t2）计算，计算时取箱外空气对箱体表面的表面传热系数α0取11.63w/（㎡．k），传热系数K值为0.359w/（㎡．k），环境温度t1为32℃，箱内空气温度t2为-12℃，则外表面温度tw=t1-K（t1-t2）/α0=32-0.359×（32+12）÷11.63=30.642℃在环境温度32℃，相对湿度75％下查空气的h-d图，其露点温度为28.2℃，由此可见，箱体绝热层厚度最薄处的顶表面温度大于露点温度，故不会凝露。根据以上计算可知，本设计的冷藏柜采用上述绝热层厚度在外表面不会出现凝露现象。制冷系统循环热力计算热力参数的计算步骤:本设计时为便于压缩机选型，故选择压缩机工况，工况列表如下：工况参数冷凝温度tk蒸发温度to回气温度tG过冷温度ts设计例值54.4℃-23.3℃32（80）℃17℃参数来源tk=32+22.4=54.4℃环境温度加上冷凝温度。to=-12-11.3=-23.3℃箱内温度减去传热温差。蒸汽进入压缩机壳前的状态，括号值为实际吸入汽缸前的过热蒸汽。ts=32-15=17℃环境温度减去过冷度制冷系统压--焓图见下图并应用R134a的压-焓图、热力性质表及其有关计算公式，现将其设计工况下的有关压力、各点比焓值和过热蒸汽比体积等参数列表如下：热物性参数列表（工质R134a）参数名称符号单位参数来源设计值冷凝压力PkMPatk=54.4℃查热力性质表1.4696蒸发压力PoMPato=-23.3℃查热力性质表0.115出蒸发器时饱和蒸汽比焓h1KJ/Kgto=-23.3℃查热力性质表383.27进压缩机前过热蒸汽比焓h1＇KJ/Kg32℃查热力性质图430.0进压缩机前过热蒸汽比体积v１＇m3/Kg32℃查热力性质图0.213进入汽缸前过热蒸汽比焓h1’’KJ/Kg80℃查热力性质图475.0进入汽缸前过热蒸汽比体积v１”m3/Kg80℃查热力性质图0.250排出过热蒸汽温度ｔ2ｓ℃T2=（Pk/Po）(k-1)/k.(t1’+273)119.55冷凝温度下饱和蒸汽比焓h2KJ/Kgtk=54.4℃查热力性质表424.1排出过热蒸汽比焓h2’’KJ/Kgh2’’=h1’’+(h2s’-h1’’)/ηi585.5制冷剂过热至32℃时比焓h3KJ/Kgtk=54.4℃查热力性质图244.37毛细管节流前液体比焓（17℃）h3’KJ/Kgtk=54.4℃查热力性质图223.06蒸发器入口制冷剂比焓h4KJ/Kgh4=h3’223.06定商压缩蒸汽比焓值（32℃）h2sKJ/Kgtk=54.4℃查热力性质图499.0定商压缩蒸汽比焓值（80℃）h2s’KJ/Kgtk=54.4℃查热力性质图552.8循环各性能指标计算值如下：（1）单位制冷量qo=h1-h4=383.27-223.06KJ/Kg=160.21KJ/Kg（2）单位体积制冷量qv=qo/v１＇=(h1-h4)/v１＇=160.21÷0.213KJ/m3=752.16KJ/m3（3）单位等熵压缩功Wi=h2s-h1，=499.0-430.0kJ/kg=69.0kJ/kg（4）制冷系数ƹ=qo/Wi=(h1-h4)/(h2s-h1，)=160.21÷69=2.322（5）单位冷凝热量qk=h2’-h3=528-244.37kJ/kg=283.63kJ/kg（6）制冷剂循环量Ga=Q/qo=210.106×3.6÷160.2=4.7215Kg/h式中Q——冷藏柜的总热负荷值。（7）冷凝器热负荷Qk=Ga.qk=4.7215×283.63×103÷3600W=371.987W（8）压缩机实际吸入过热蒸汽量Vs=Ga.v１＇=4.7215×0.213m3/h=1.006m3/h

压缩机的选型及热力计算压缩机的选型除了采用查阅全性能曲线的方法外，也可以用热力计算方法。首先求出设计工况下的输气系数，并计算出压缩机的理论输气量、压缩机的制冷量、压缩机的输入功率,再查有关电冰箱压缩机的规格参数表，最后选用压缩机。所选用压缩机的制冷量必须等于或略大于设计值，其理论输气量和输入功率也要同时满足设计要求。1、设计工况的输气系数设计工况参数如上面得表，其输气系数λ等于容积系数λv、压力系数λP、温度系数λT和泄露系数λl的乘积。λ=λv×λP×λT×λl。1）容积系数：λvλv=1-C｛〔（Pk+△Pk）/Po〕1/m-1｝其中相对余隙容积C取0.025，膨胀系数m取1冷凝压力Pk取1469.6KPa,蒸发压力Po取115.15KPa，排气压力损失△Pk为0.1Pk，怎容积系数λv=1-0.025｛〔（1469.6+0.1×1469.6）/115.15〕1/1-1｝=0.682)压力系数：λP=1-(1+C)△Po/（λv.Po）其中进气阀的压力损失△Po=0.05Po，其余取值同容积系数，则压力系数λP=1-(1+0.025)×0.05×115.15÷（0.68×115.15）=0.9253）温度系数λt其中a取1.15，b取0.25，回气热力学温度T1‘’取353K，冷凝热力学温度Tk取327.4K，蒸发温度to取-23.3℃，为压缩机吸入前过热度，=T1‘’-（273+to）=353-（273-23.3）=103.3K==353/(1.15×327.4+0.25×103.3)=0.884）泄露系数泄露系数取0.99。输气系数为=0.68×0.925×0.88×0.99=0.552、理论输气量：=1.006/0.55=1.829m3/h3、压缩机制冷量：=752.16×1.829×0.55=756.64KJ/h=0.2102Kw4、压缩机的功率：1）理论绝热功率：=4.7215×69÷3600=0.0905Kw2）指示功率：=0.0905÷0.704=0.1286Kw=249.7/327.4+0.0025×(-23.3)=0.7043）摩擦功率：=0.65×1.829÷36.72=0.0324Kw为平均摩擦压力，取0.65MPa4）压缩机轴功率：=0.1286+0.0324=0.161Kw5）电功率和电机效率：=0.161/0.82=0.191.7Kw取0.84根据以上求取的压缩机理论输气量、压缩机制冷量、电功率等参数，参照按制冷工质设计的压缩机有关规格参数表选择压缩机。压缩机选择:半封闭往复压缩机压缩机型号： QD88G； 制冷量0.22kW； 输入功率 0.192kW；电源电压范围 220+10％-20％V、50Hz。 第七章冷凝器的设计计算冷凝器采用丝管式冷凝器，冷凝管用复合钢管（邦迪管）db=6×1.00mm,钢丝直径db=1.5mm，管间距Sb=46mm，钢丝间距Sw=5mm。冷凝器的总热负荷值在热力计算中已求得为。冷凝温度为54.4℃，压缩机机壳出口制冷剂蒸汽温度可以假设为80℃，箱体底部化霜水盆中不设预冷盘管，设置门框防露管，制冷剂出防露管稳当为32℃，空气温度为32℃。过热段及饱和段热负荷查制冷剂R134a的热力性质表，运用线性插值法可求得过热蒸汽比焓值h2k。当温度t=80℃，压力P=1317.6kPa时，比焓h2k‘=458.399kJ/kg；当温度t=80℃，压力P=1491.2kPa时，比焓h2k‘‘=455.578kJ/kg，则t=80℃，压力P=1469.6kPa时，比焓h2k‘=455.929kJ/kg。同时查热力性质表也能查得t=54.4℃、P=1469.6kPa时的饱和蒸汽比焓h2=424.10kJ/kg和t=32℃时的过冷液体比焓h3=244.37kJ/kg.故可求得过热段热负荷占总热负荷的百分数β为β=（h2k-h2）/（h2k-h3）=(455.929-424.10）/（455.929-244.37)=15.05﹪现取防露管中放出热量占总热负荷的43﹪，而过热段热负荷占总热负荷的15.05﹪，则饱和段热负荷占总热负荷为41.95﹪。根据冷凝器总热负荷值可求得过热段热负荷Q‘=371.987×15.05﹪=55.984W，和饱和段热负荷Q“=371.987×41.95﹪=156.049W。过热段及饱和段热负荷的传热温差（1）、过热段传热温差θmθm=(th-tk)/{ln[(th-tk)/(tk-ta)]}式中th——过热蒸汽温度th=800C。tk——冷凝温度=54.40C。ta——空气温度=320C。则θm=(th-tk)/{ln[(th-ta)/(tk-ta)]}=（80-54.4）/{ln[(80-32)/(54.4-32)]}=33.590C（2）、过热段传热温差θpθp=tk-ta=(54.4-32)0C=22.40C自然对流表面传热系数自然对流表面传热系数按下公式计算。αof=0.94×λf(PrfGrf）0.26{(Sb-db)(Sw-dw)/[(Sb-db)2+(Sw-dw)2]}0.155/de式中λf——空气的热导率，单位为Ｗ／（ｍ．Ｋ）de——当量直径，单位为ｍPrf——空气的普朗特数Grf——空气的格拉晓夫数（1）过热段的自然对流表面传热系数过热段的定性温度tf=ta+θM/2=(32+33.59÷2)℃=48.785℃,空气的热导率λf查表后用内插入法求取。t=40℃时，λ=2.76×10-2W/(m.K)；t=50℃时，λ=2.83×10-2W/(m.K)，用线性内插法得t=48.785℃时，λf=2.8×10-2W/(m.K)。空气的普朗特数Prf=0.696，空气的格拉晓夫数可由下式计算Grf=gβθmde3/v2de=Sb{(1+2Sbdw/Swdb)/[（Sb/2.76db）0.25+（2Sbdwηf/Swdb）]}4=ABS(哈哈)式中g——重力加速度，g＝9.81m/sβ——空气的体积膨胀系数，β＝1/Tf=1/(273+48.84)=1/321.84=0.00311θm——对数平均温差，θm＝33.68V——空气的运动粘度，t=48.84时，V＝17.84×10-6m2/sde——当量直径，单位为m；ηf——肋效率，对冰箱用丝管式冷凝器，常取ηf＝0.85。现将Sb、db、Sw、dw值代入上式，则de=0.046×{[1+2×0.046×0.0015÷（0.005×0.006）]÷[（0.046÷2.76÷0.006）0.25+（2×0.046×0.0015×0.85÷0.005÷0.006）]}4m=0.0619m空气的格拉晓夫数为Grf=9.81×0.00311×33.59×（0.0619）3÷（17.84×10-6）2=763697.9894参照上面αof公式，过热段的自然对流表面传热系数αof’=0.94×2.8×10-2×(0.696×763697.9894）0.26×{(0.046-0.006)×(0.005-0.0015)÷[(0.046-0.006)2+(0.005-0.0015)2]}0.155/0.0619W/(m2.K)=8.969W/(m2.K)（2）饱和段自然对流表面传热系数饱和段的定性温度tf=(tk+ta)/2=(54.4+32)/2℃=43.2℃，查表后内插得空气的热导率λf”=2.7824×10-2W/(m.K)，空气的普朗特数Prf＝0.699，空气的运动粘度V＝17.28×10-6m2/s,空气的格拉晓夫数为Grf=gβθmde3/v2=9.81×0.003163×22.4×（0.0619）3÷（17.28×10-6）2=552000.7031参照上面αof公式，则饱和段自然对流表面热系数为αof”=0.94×2.7824×10-2×(0.699×552000.7031）0.26×{(0.046-0.006)×(0.005-0.0015)÷[(0.046-0.006)2+(0.005-0.0015)2]}0.155/0.0619W/(m2.K)=8.197W/(m2.K)4、辐射传热系数辐射传热系数由下式计算：αor=5.67ε[(Tw/100)4-(Ta/100)4]/θ式中ε——黑度，黑漆＝0.97；Tw——壁面的平均热力学温度，单位为K；Ta——空气的热力学温度，单位为K；θ——传热温差，单位为℃。过热段的辐射传热系数过热段壁tw不是定值，现取tw=tw+θm=32+33.68=65.68℃，而ta=32℃，则过热段的辐射传热系数为αor'=5.67×0.97×{[(Tw)/100]4-[(Ta)/100]4}/θ=5.67×0.97×{[(273+65.68)/100]4-[(273+32)/100]4}÷33.59=7.36W/(m2.K)饱和段的辐射传热系数饱和段的壁面温度tw=tw+θp=32+22.4=54.4℃，其余参数同过热段。则饱和段的辐射传热系数为αor“=5.67×0.97×{[(Tw)/100]4-[(Ta)/100]4}/θ=5.67×0.97×{[(273+54.4)/100]4-[(273+32)/100]4}÷22.4=6.9638W/(m2.K)5、冷凝器的传热面积A（1）冷凝器过热段传热面积其传热面积可按下式计算A’=Q’/(αof’+αor’)ηoθm式中A’(单位为m2)为过热段传热面积。过热段自然对流表面传热系数αof’=8.969W/(m2.K)，过热段的辐射传热系数αor’=7.36W/(m2.K)，过热段传热温差θm=33.59℃，过热段的热负荷Q’=55.984W，其中ηo为表面效率，可用下式计算ηo=(αb+αwηf)/(αb+αw)式中αb——每米管长管面的面积，αb＝π0.006=0.01885m2/mαw——每米管长上钢丝外表面积。αw=2×（1/Sw+1）πdwSb=2×（1÷0.005+1）×π×0.046×0.0015=0.087142则表面效率ηo=(αb+αwηf)/(αb+αw)=(0.01885+0.087142×0.85)/(0.01885+0.087142)=0.8767故过热段的传热面积A’=Q’/(αof’+αor’)ηoθm=55.984÷[(8.969+7.36)×0.8767×33.59]=0.11642422m2（2）冷凝器饱和段传热面积其传热面积可按下式计算A”=Q”/(αof”+αor”)ηoθp式中A”(单位为m2)为饱和段的传热面积。饱和段自然对流表面传热系数αof”=8.197W/(m2.K)，饱和段辐射转热系数αor”=6.9638W/(m2.K)，饱和段传热温差θp=22.4℃，表面效率ηo=0.8767，饱和段的热负荷Q”=156.049W，以上数据代入A”公式式，则A”=Q”/(αof”+αor”)ηoθp=156.049÷[(8.197+6.9638)×0.8767×22.4]=0.524131m2故冷凝器的传热面积A=A’+A”=0.11642422+0.524131m2=0.6406m26冷凝器整体尺寸丝管式冷凝器的冷凝管长L(m)按下式计算L=A/(αb+αw)根据前面计算，冷凝器的面积为0.6406m2，在实际情况下，由于冷凝器表面积灰，以及水平排数增加时会使表面传热系数减小，所以设计面积值应比理论计算值高，现增大40％，则冷凝器的设计面积A为0.89684m2。上式中αb=0.01885m2/m，αw=0.087142m2/m。则L=A/(αb+αw)=0.89684÷(0.01885+0.087142)=8.4614m取冷凝器有效宽度b’=0.5m，则冷凝器冷凝管水平根数N’=L/b’=8.4614÷0.5=16.923，则N=17根。实际有效长度L=17×0.5m=8.5m。冷凝器的计算长度H”=NSb=17×0.046m=0.782m,一般冷凝器钢丝焊接时两头个露出0.01m，则冷凝器实际高度H=（0.782+0.01×2）m＝0.802m=0.81m第八章蒸发器的设计计算冷藏柜蒸发器的设计冷藏柜的热负荷Q为210.106W，蒸发器温度to为-23.3℃，箱内温度为-12℃。采用板管式蒸发器。制冷剂在管内的表面传热系数αi管内表面传热系数(当制冷工质为R12时)可按下式计算：αi=Gd0.2qi0.6/di0.6=0.95Bg0.2qi0.6/di0.6W/(m2.K)式中Gd——每根管内制冷剂的流量，单位为kg/sg——制冷剂的质量流量，单位为Kg/(m2.s)B——与制冷剂种类和蒸发温度有关的系数，to=-23.3℃时，制冷剂R12的B值为0.9523.qi——热流量，单位为W/m2di——蒸发器管内径，单位为mm。di=6mm制冷剂在管内的温度to=-23.3℃，而箱内平均温度tw=-12℃。制冷剂在管内的热流量qi可按下式计算qi=Q/πdiL式中Q——冷藏柜热负荷，单位为WL——柜室绕管长度，对于本设计中的绕管取6圈，则L=2×(0.532+1.112)×6=19.73m。则热流量qi为qi=Q/πdiL=210.106÷（3.1416×0.006×19.73）W/m2=564.95W/m2制冷剂的循环量Ga为4.7215kg/h，化为质量流量g=4.7215÷[3600×（3.1416/4）×0.0062]=4.7215÷[3600×（3.1416÷4）×0.0062]=46.386kg/(m2.s)制冷剂为R12时，在管内沸腾的表面传热系数为αi=0.95Bg0.2qi0.6/di0.6=0.95×0.9523×46.3860.2×564.950.6÷0.0060.6W/(m2.K)=242.857W/(m2.K)根据报导，R134a制冷剂在管内沸腾的表面传热系数比R12高35％～45％，现取40％，则αi=242.857×1.4W/(m2.K)=340W/(m2.K)板管式蒸发器空气表面传热系数αo板管式蒸发器空气侧表面传热系数αac可用自然对流公式计算αac=1.28A[(ta-to)/do]1/4式中A——对于多排管，为沿高度方向管排数的修正系数，选蒸发器冷却排管为6圈，查表可得A＝1.30；ta——箱内空气的平均温度为-12℃；to——板管式蒸发器管内R134a的蒸发温度为-23.3℃；do——管外径，单位为mm,do=6.5mm。则板管式蒸发器空气侧表面传热系数αac=1.28A[(ta-to)/do]1/4=1.28×1.3×[(-12+23.3)÷0.0065]1/4W/(m2.K)=10.745W/(m2.K)在冷却排管外表面对空气的换热过程中，自然对流的表面传热系数较小，因此辐射换热相对来说不可忽视。空气侧的表面辐射换热可按下式计算αar=C[(Ta/100)4-(Tw/100)4]/(ta-tw)式中Ta――箱内空气平均温度（单位为K），Tw=(273-12)K=261KTw――蒸发器管子的表面温度，因为蒸发器管的管壁很薄，则内外表面温差不大。管子外表面温度可视为与蒸发器管内R134a蒸发温度相同，Tw=(273-23.3)K=249.7KC――辐射系数，对于结霜表面取5.46W/(m2.K4)则空气侧的辐射传热系数αcr为αar=C[(Ta/100)4-(Tw/100)4]/(ta-tw)=5.46×[(261÷100)4-(249.7÷100)4]÷(-12+23.3)=3.638W/(m2.K)综合计算空气侧的表面传热系数必须同时考虑对流和辐射，计算公式如下αo=αacξ+αcrΨ式中αac、αcr——空气侧的表面传热系数和辐射传热系数，单位为W/(m2·K)Ψ——曝光系数，对于平板可取为1.0；ξ——析湿系数。可以参考已有产品之数据确定。按参考产品数据确定ξ=1.2因此空气侧的传热系数αo=αacξ+αcrΨ=10.745×1.2+3.638×1=16.532W/(m2·K)（3）冷藏柜蒸发器的传热系数Ko冷藏柜蒸发器管内表面传热系数αi=340W/(m2·K)，空气侧表面传热系数αo=16.532W/(m2·K)。由于空气侧表面传热系数远小于管内制冷剂侧的传热系数，因此传热系数的计算可化简为：Ko=eαoηs式中e——考虑管内热阻和管外霜层热阻的修正系数。根据试验e=0.80～0.90ηs——翅片管的表面效率。取0.98代入数据计算，得：Ko=0.85×16.532×0.98W/(m2·K)=13.77W/(m2·K)（4）冷藏柜蒸发器的传热面积A冷藏柜热负荷为210.106W，蒸发温度为-23.3℃，冷冻室内温度为-12℃，则由下式计算冷藏柜蒸发器的传热面积：A=Q/Koθk=210.106÷[13.77×（-12+23.3）]m2=1.35m2冷藏柜总体布置中所设计的柜内传热面的长度为1100mm,宽度为520mm，深度为460mm.故实际设计的传热面积A’=(1.1×0.52+1.1×0.46×2+0.46×0.52×2)m2=2.0624m2根据以上计算，冷藏柜传热面积的实际设计值大于冷藏柜蒸发器传热面积计算值，满足设计要求。第九章毛细管的选择计算毛细管长度的计算电冰箱制冷剂采用R134a时，其毛细管长度可先按R12计算，然后再加以修正。本设计用式L=△PRe0.25d/0.1582w2ρ计算。制冷剂R12的压力差△P=Pk-Po=1348.06-132.496KPa=1215.564KPa；查制冷剂R12饱和状态下的热力性质表，发现温度对液体比体积的影响不大，本设计所取温度为冷凝温度和蒸发温度的平均值，即t=15℃，查得液体比体积v’=0.7426×10-3m3/Kg，蒸气比体积v”=0.0354m3/Kg，凭经验取干度x=0.1,则平均比体积v=0.7426×10-3×（1-0.1）+0.0354×0.1m3/Kg=4.21×10-3m3/Kg，其密度ρ=1/v=1÷4.21×10-3Kg/m3=237.53Kg/m3，15℃下液体粘度μ’=0.235×10-3Pa.s，而气体粘度μ”=12.43×10-6Pa.s，则平均粘度μ=0.217×10-3Pa.s。已知制冷工质循环量Ga=4.7215Kg/h，选用内径0.91mm的毛细管，则制冷剂的流速可按下式计算。W=4GaV/d2π=4×4.7215×4.21×10-3÷（0.000912×3.1416×3600）m/s=8.49m/s雷诺数值为Re=wdρ/μ=8.49×0.00091×237.53÷0.217×10-3=8456.83则毛细管长度L=△PRe0.25d/0.1582w2ρ=1215.564×8456.830.25×0.00091÷（0.1582×8.492×237.53）=3.92m国内有关厂家试验表明，制冷工质采用R134a后其流量约减小10％～20％，也就是说毛细管长度需要增加，现选取毛细管长度增加15％，则毛细管的长度为：L=3.92×1.15m=4.51m参考文献[1]吴业正.小型制冷装置设计指导.第一版.北京:机械工业出版社,1998.8[2]崔建宁.制冷与空调设备.第一版.北京:中国商业出版社,2001.7[3]袁秀玲，田怀璋等.制冷与空调装置.第一版.西安:西安交通大学出版社，2001.3[4]陈文梅，潘永密等.流体力学基础.第一版.北京:化学工业出版社，1995.6[5]姜守忠，匡奕珍等.制冷原理.第一版.北京:中国商业出版社，2001.7[6]匡奕珍.制冷压缩机.第一版.北京:中国商业出版社，2001.7[7]中国劳动社会保障出版社，制冷设备维修工（中级）.2000.12第1版[8]周子成.热工基础.第一版.北京:机械工业出版社,2000.3致谢此次毕业设计得到贺广兴老师不辞辛苦的帮助和指导，以及同学们给我提出的意见和帮助，使我在做设计的过程当中学到了很多知识，弥补了过去的一些缺点和不足，从比较顺利的完成了本次的毕业设计。在此对贺老师表示衷心的感谢！2009-11-21目录第一章总论11、项目名称及承办单位12、编制依据43、编制原则54、项目概况65、结论6第二章项目提出的背景及必要性81、项目提出的背景82、项目建设的必要性9第三章项目性质及建设规模131、项目性质132、建设规模13第四章项目建设地点及建设条件171、项目建设地点172、项目建设条件17第五章项目建设方案251、建设原则252、建设内容253、工程项目实施33第六章节水与节能措施371、节水措施372、节能措施38第七章环境影响评价391、项目所在地环境现状392、项目建设和生产对环境的影响分析393、环境保护措施……404、环境影响评价结论……………..……………42第八章劳动安全保护与消防441、危害因素和危害程度442、安全措施方案443、消防设施…………...45第九章组织机构与人力资源配置461、组织机构462、组织机构图46第十章项目实施进度481、建设工期482、项目实施进度安排483、项目实施进度表48第十一章投资估算及资金筹措491、投资估算依据492、建设投资估算49目录TOC\o"1-2"\p""\h\z\u第一章总论 11.1项目概况 11.2研究依据及范围 31.3主要技术经济指标 41.4研究结论及建议 4第二章项目建设的背景和必要性 62.1项目建设的背景 62.2项目建设的必要性 8第三章项目服务需求分析 11第四章项目选址与建设条件 134.1选址原则 134.2项目选址 134.3建设条件 144.4项目建设优势条件分析 15第五章建设方案 185.1建设规模与内容 185.2总体规划设计 195.3建筑方案 245.4结构方案 265.5给水工程 275.6排水工程 295.7电气设计 315.8暖通设计 345.9项目实施进度 35HYP