冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算

冷凝器換熱計(jì)算第一部分:設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)計(jì)算流程圖由翅片管參數(shù)計(jì)算f、f、f、肋化比B f——b 1 重設(shè)3f彳計(jì)算風(fēng)量V，假設(shè)迎面風(fēng)速3，求出3__ a 1 f max計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)a計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)a、翅片效率n a ￡ 重設(shè)t.1假設(shè)壁溫t，計(jì)算冷媒側(cè)傳熱系數(shù)a1r由熱平衡求出t' 1 w Abs(t-t')/tw〈0.01ww計(jì)算傳熱系數(shù)K、傳熱溫差A(yù)t 1 m*計(jì)算傳熱面積F、長(zhǎng)A、寬B、高C、翅片重G、銅管重GF t計(jì)算實(shí)際迎面風(fēng)速3fAbs(3-3ffAbs(3-3ff,)/3〈0.01f計(jì)算風(fēng)側(cè)阻力AP、冷媒側(cè)壓降A(chǔ)P —翅片型式121r保存結(jié)果二、設(shè)計(jì)計(jì)算（以HLR45S為例）1、已知參數(shù)換熱參數(shù):冷凝負(fù)荷:Qk=61000W冷凝溫度：tk=50°C環(huán)境風(fēng)溫度：ta1=35C冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù)：銅管排列方式:正三角形叉排翅片型式:開(kāi)窗片，親水膜銅管型式:光管銅管水平間距：S1=25.4mm銅管豎直方向間距:S2=22mm紫銅光管外徑:d=9.52mm0銅管厚度：§尸0。35mm翅片厚度：§=0。115mmf翅片間距：Sf=1.8mm冷凝器尺寸參數(shù)排數(shù)：NC=3排每排管數(shù):Nb=52排2、計(jì)算過(guò)程1）冷凝器的幾何參數(shù)計(jì)算翅片管外徑:d=d+25=9。75mmb0f銅管內(nèi)徑:d=d-5=8.82mmi0t當(dāng)量直徑:deq4A4(S-d)(S-5當(dāng)量直徑:deq4A4(S-d)(S-5)1bff2(S-d)+(S-5)1b f f=3.04mm單位長(zhǎng)度翅片面積:f=2(SS12X10—3=0.37m2/m單位長(zhǎng)度翅片間管外表面積：f=nd(S-5)/sX10—3=0.0286m2/mb bfff單位長(zhǎng)度翅片管總面積:f=f+f=0。56666m2/mt fb翅片管肋化系數(shù):B二厶丄=20.46f 兀dii空氣側(cè)換熱系數(shù)迎面風(fēng)速假定:w=2.6m/sf最窄截面處風(fēng)速:w =SSw/(S-6)(S-d)=4.5m/smaxf1fff1b冷凝器空氣入口溫度為:t1=35°Ca1取出冷凝器時(shí)的溫度為：ta2=43C確定空氣物性的溫度為：t二(t+1)/2=39Cm a1 a2在tm=39C下，空氣熱物性：v尸17。5X10-6m2/s,入尸0°0264W/mK,P=lo0955kg/ms,C=1.103kJ J f PaJ/(kg^C)空氣側(cè)的雷諾數(shù)：Re二wd/v=783.7fmaxeqf由《制冷原理與設(shè)備》中公式(7-36),空氣側(cè)換熱系數(shù)C九RenC九Rendeqeq=50.3W/m2K其中：A二0.518-0.02315（丄）+0.000425（丄）2-3x10-6（丄）3=0。1852d d deqeqeq0.24xReC=A1.36 f=0.2171000n=0.45+0.0066丄=0.5931deqRe。。m=-0.28+0.08 f=-0。2171000銅管差排的修正系數(shù)為1。1,開(kāi)窗片的修正系數(shù)為1。2,則空氣側(cè)換熱系數(shù)為：(開(kāi)窗片、波紋片的修正系數(shù)有待實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)a=a'X1.1X1.2=66.41W/m?K

對(duì)于叉排翅片管簇：s一才=25.4/9,75=2,6051ilp'=1.27p亠—0.3=2.7681l'2式中:l,l為正六邊形對(duì)比距離,l=l1212翅片當(dāng)量高度：h'=0.5d(p'—1)(1+0.35lnp')=0。01169mf2am=o=75.4m-1九8a=0=0。802fmh表面效率:耳二1— —n)=0o812sft冷媒側(cè)換熱系數(shù)冷媒在水平光管內(nèi)冷凝換熱系數(shù)公式為:1/4a=Cr025Bism對(duì)R22在管內(nèi)冷凝C=0.683,B,r0.25如下表:ms—t+tt=—k wm 2r0.25sBm021。2686。681021。03983.32020。79279。653020.51375.814020。19371。655019.81166.84取官內(nèi)壁溫度為:tw=46。5C,冷凝溫度:tk=50C

冷媒定性溫度：t二(t+1)/2t=48.25°Cmwkm插值得：r0.25=19.877,B=67。68sm因而:a=Cra=Cr0.25Bism1d(t—t)

ikw=2998X(tk-t)－0.25k w如忽略銅管壁熱阻和接觸熱阻,由管內(nèi)外熱平衡關(guān)系：and(t一t)二qaf(t一t)iikw sotwa2998X(50—t)-0.25X3。14di(50—t)=0o812X66.4X0.56666X(t—i35)解方程可得:t=46。3C,與假設(shè)的46。5C接近,可不必重算.wa=2161W/m2Ki（如果是內(nèi)螺紋管,換熱系數(shù)則需乘以系數(shù)1。2）4）傳熱系數(shù)和傳熱面積傳熱系數(shù)為:k- 1 TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一（1「、f?f、 ,1aif九foqai i cm so其中：r為管內(nèi)污垢熱阻，r為管外污垢熱阻，r為接觸熱阻i o c取r=0,r=0°0001,r=0io c計(jì)算得：k°=32.65W/m?K平均傳熱溫差為:t一t0= a2 a^=10.5Cmt一tln t一tk a2故需要的傳熱面積為:F= =1178m2k0m所需要翅片管總長(zhǎng)Fl二—=314mtft確定冷凝器得結(jié)構(gòu)尺寸冷凝器長(zhǎng)：A二|t=2.013mNNBc咼：B=NS=1。321mB1寬：C=NS=0.066mC2風(fēng)量為:V= —k =6.893m3/sapC(t—t)apaa2 a1迎風(fēng)面積為：—=AB=2。659m2y實(shí)際迎面風(fēng)速為：v=—=2。59m/sf—y與原假設(shè)的風(fēng)速相符,不再另做計(jì)算阻力計(jì)算空氣側(cè)阻力：AP=9.81A(L/d)(pw)1.7=22。7Pa1 eqmax其中A—-考慮翅片表面粗糙度的系數(shù)，對(duì)非親水膜取 A=0.0113,對(duì)親水膜取A=0.007鋁片數(shù)量:N=A/S=2013/1。8=1118片—f鋁片重量:G=(ff/2+fb)x5fxlx2.7x103=28.96kg—t銅管重量:G=l“(d2—d2)/4x8.89x103=28.146kgtt0 i3、計(jì)算輸出輸出參數(shù)：冷凝器長(zhǎng)、寬、咼、翅片重量、銅管重量、肋化系數(shù)、翅片效率、翅片表面效率、單位長(zhǎng)度翅片面積；風(fēng)量、迎面風(fēng)速、最大風(fēng)速、空氣側(cè)阻力；空氣側(cè)換熱系數(shù)、冷媒換熱系數(shù)、傳熱系數(shù)、對(duì)數(shù)溫差、傳熱面積、銅管第二部分:校核計(jì)算一、校核計(jì)算流程圖二、計(jì)算過(guò)程1、已知參數(shù)換熱參數(shù):冷凝溫度：t=50°Ck環(huán)境風(fēng)溫度：ta1=35C冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù):與設(shè)計(jì)時(shí)同。冷凝器尺寸參數(shù)冷凝