《制冷原理及設備》課程設計計算書

《制冷原理及設備》課程設計計算書安徽建筑大學

熱能與動力工程系《制冷原理及設備》

課程設計計算說明書學院：環(huán)境與能源工程學院專業(yè)班級：11熱動（2）班組員:王桂生羅亮亮卯俊峰戈豹楊關指導老師：王臣臣 實施周期：2013.12.19至2013.1.2共二周2013年12月#總共的冷凝負荷為Q=(Q+P)*3=( +793.38)義3=kw4k 0it—tAt—tAt=-2 1t-tln—t-tk冷凝水的流量為：27—2473G=5.366℃ln 31-27式中：t1、t2冷卻劑進、出口溫度;tk 冷凝溫度。。=143.187kg/sQ =143.187kg/skk二Cp(t-t)4.186義(27-24)213、冷凝器型號的確定及其傳熱系數(shù)的計算(1)選擇冷凝器型號查常用冷凝器的傳熱系數(shù)表，由于采用立式冷凝器假定q=3700kcal/m2?ht1則對每臺冷凝器F=QJ=1798-14 =417.881m21q :4.303-t1每臺F=417-8813=139.294m2查《制冷與空調(diào)設備手冊》P441(蘇--冷)立式冷凝器規(guī)格示例表，取冷凝器型號為LN-150(其傳熱面積F=148.5m2,通筒體直徑D=1080mm,高度H=4800mm,管道211根)，貝Uq=QkF=1798.14/(150義3)=3.996kw/m2；⑵計算冷凝器制冷劑側放熱系數(shù)acM*3600 143.187義3600噴淋密度r= = =5736.154Kg/m.hndN n(51-3*2)*10-3義211*3n

冷凝器的水側放熱系數(shù)a=513「i/3=9197.521w/m2.kw⑶計算冷凝器制冷劑側放熱系數(shù)a；c由《制冷原理及設備》主編：吳正業(yè)西安交通大學出版社2010出版P212：對垂直面呈波形流動時C'=1.18,九3P2gy_0.4613x583.2642x9.807x1099.419x103_27793義101s0.1293義10-3冷凝器制冷劑側放熱系數(shù)ac二C冷凝器制冷劑側放熱系數(shù)ac二C’(qx1000xl)

t3=1.18義(2.7793x1015(3.996x1000x4.8)=6197.81W/m2.k(4)計算冷凝器傳熱系數(shù)由冷凝器型號知：管外徑d=51mm。水垢的熱阻R查《傳熱學》P492得R=5.28x10-4mR=5.28x10-4m2.k/w。fR=0.0006m2.k/woil(1一+R(0CA1(1一+R(0CA16197.81oil)A4-+ +—入Aa0p w+0,0006)x300035x衛(wèi)+(51 43.2 4819197.525\+5.28x10-4)=719.425w//m2.k此時熱流密度q*=K.At=719.425x5.366=3.861kw/m2；(At為冷凝器對數(shù)傳熱t(yī)c平均溫差)相對誤差q*-相對誤差q*-qttq*t3996-3861=3.26%(5%,說明假定合理，即所選擇的冷凝3.861器型號合適。（三）蒸發(fā)器的選擇在前確定蒸發(fā)溫度時，已確定使用直立管式或螺旋管式蒸發(fā)器。則每臺蒸發(fā)器的制冷量即為一臺壓縮機的制冷量Q=520kwot—t13—6 。At=f__wi-=sc=6.917℃mIt-1 113—2In-^w2—oIn t-t6-2w10假設K=520（kcal/m2?h?℃）q=KxAt=520x6.917=3596.84kcal/mzli=4.183kwtm蒸發(fā)面積F=Q/q=520/4.183=124.312m2t0t查《制冷與空調(diào)設備手冊》P499（上冷）SR-144（蒸發(fā)面積為F=144m2）。此時單位熱負荷Q*=Q/F=520x3/3x144=3.611kw/m.=3104.97kcal/m2.ht0屬于直螺旋管式單位熱負荷（2500~3500kcal/m2.h）范圍之內(nèi)，符合要求。（四）其它輔助設備的選擇1、油分離器的選擇計算根據(jù)壓縮機臺數(shù)取油分離器臺數(shù)為三，一臺壓縮機配一臺油分離器。并選用離心式油分離器。壓縮機理論輸汽V=1兀d2snz=1兀x0.1252x0.1x80x90=0.1473m3/s=530.143m3/hh4 604 60查《實用制冷工程設計手冊》編寫組.制冷工程設計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1978年。P156得壓縮機輸汽系數(shù)入a=0.782,取筒體內(nèi)汽體流速w=0.9m/s則4V入4V入.v h n——2—3600.兀.v.wi=0.019Vhk2=0.019

'v.w530.143x0.865x106.17 =0.2701m267.66x0.9查《制冷與空調(diào)設備手冊》P614采用離心式有分離器，YF-50（重冷）,D=273mm2、貯液器的選擇計算液體制冷劑循環(huán)量2、貯液器的選擇計算液體制冷劑循環(huán)量=520/（1459.168-376.676）x3600x3=1.6843kg/hx3=5.053kg/h液體制冷劑比容v=1.71707L/Kg=0.00171707m3/kg取液體充滿度B=0.8.11M.v 1 1684.333x0.0017145V二（一~一）—R—= x x3貯液器的容積： 23P2~3 0.8=3.6097~5.415m3?查《制冷與空調(diào)設備手冊》P536（上冷）選擇ZA-4.5一個。3、集油器的選擇通常幾套壓縮機可共用一個集油器。集油器一般不進行計算，而是根據(jù)經(jīng)驗來

選用。冷凍站標準工況下的制冷量Q=Q/K=1530/2.0=760kw,大于600KW,采用標Tt直徑為300mm的集油器一臺。查《制冷與空調(diào)設備手冊》P624（洛冷）JY-300，其直徑為325mm。4、空氣分離器的選擇空氣分離器的選擇一般不進行計算，而是根據(jù)經(jīng)驗選用。系統(tǒng)總制冷量為1530>1163kw，故采用Dg50體直徑219的空氣分離器。查《制冷與空調(diào)設備手冊》P631（重冷）選擇KF-50,直徑為219mm.5、急泄氨器的選擇在大、中型制冷系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的充氨量是較多的。當發(fā)生嚴重事故時，必須將系統(tǒng)中的氨迅速放掉，以保護設備和人身安全，故系統(tǒng)應設置緊急泄氨閥。目前國內(nèi)生產(chǎn)的緊急泄氨閥為SA-25型，各系統(tǒng)均可選用。此處采用SA-25型。查《制冷與空調(diào)設備手冊》P637采用SA-25型（北冷）6、氨液分離器 ；4-V . 機房用：D=:——a―=0.0266、■九?V=0.0266*0.865義530.143=569mm3600?兀?w 、ah查《制冷與空調(diào)設備手冊》P600采用AF—125六、制冷管道設計制冷劑管道直徑，應按其壓力損失相當于制冷劑飽和溫度的變化值確定。

制冷劑飽和溫度的變化值，應符合下列要求：氨吸汽管、排汽管和液體管，不宜大于0.5℃（一）吸氣管段1、初選管徑d，吸氣管道流速為12~20m/s，取16m/sndI正n\'兀wd—管子內(nèi)徑，mnq—流體的質(zhì)量流量，kg..smv—流體在工作壓力和工作溫度下的比容，m3/kgw—流體速度，m/s-0.429kg-0.429kg：s 0- q1459.168—247.7670dn4x0.429x0.26766dn4x0.429x0.267663.14x16-0.09561m-95.61mm查《實用制冷工程設計手冊》P取管徑01O8x4mm，d=100mm554 n2、確定管路的當量總長管道長度L=1115+1211+602+5435+1518+120+200+350+1261+1151=10201m查《實用制冷工程設計手冊》p544球形截止閥當量直徑Ld-340， L-340xlOOx2-68000mmd dn焊接彎頭90。當量直徑Ld-60，L-60xl00xl-6000mm

ddn蒸發(fā)器出口d=100mm管道直徑不變的連接--100-1，當量直徑Ld-0,D100 dnL=0mm

d

壓縮機進口d=100mm管道為縮小連接-=100=1,當量直徑Ld=0,D100 dnL=0mmd管道當量總長L=10201+68000+6000+0+0=11561mmd3、每米當量管長的允許壓力降AP蒸發(fā)溫度1。C時的飽和壓力P=463.34KPa1壓縮機吸氣溫度0.5。C時的飽和壓力P=454.93KPa2AP=8.175KPa每米當量管長的壓力降AP=每米當量管長的壓力降AP=8410143.187x9.80665=5.99kgf.m2m查《實用制冷與空調(diào)工程手冊》P547d=49mm<100mm，所選管段合適n此段管的母管管段質(zhì)量流量為所選管段的三倍故管段取值為0127x4mm（二）排氣管段1、初選管徑d，吸氣管道流速為15~25m/s，取20m/sv=0.10617kgdn4x0.429x0.10617dn4x0.429x0.106173.14x20=0.05386m=53.86mm《實用制冷工程設計手冊》P取管徑089x3.5mm， d=82mm554 n2、確定管路的當量總長管道長度L=545+1588+1452+160+400+3058+4096+623+1290=13212mm查《實用制冷工程設計手冊》P544

球形截止閥當量直徑L=340,球形截止閥當量直徑L=340,dn焊接彎頭90。當量直徑Ld=60,dnL=340x82x4=111520mmdL=60x82x7=34440mmd止回閥當量直徑Ld=80,dnL=80x82xl=6560mmd壓縮機排氣口d=100mm管道為擴大連接-=里，當量直徑Ld=12.24,D100 dnL=1003.68mmd油分離器進口d=50mm管道為縮小連接-=竺，當量直徑L-=9.24,D82 dnL=757.68mmd油分離器出口d=50mm管道為擴大連接-=竺，當量直徑Ld=18.68,D82 dnL=1531.76mmd冷凝器進口d=100mm管道為擴大連接-=里，當量直徑Ld=12.24,D100 dnL=1003.68mmd管道當量總長L=13212+111520+34440+6560+1003.68+757.68+1531.76+1003.68d=175168.8mm3、每米當量管長的允許壓力降AP壓縮機排氣溫度31.5。C時的飽和壓力P=1222.05.0KPa1冷凝溫度溫度31.0。C時的飽和壓P=1204.1KPa力2AP=17.95KPa每米當量管長的壓力降AP==10.449kgf/m每米當量管長的壓力降AP==10.449kgf/m2m175.1688義9.80665

查《實用制冷與空調(diào)工程手冊》P547d=61mm<82mm，所選管段合適n此段管子的母管管段質(zhì)量流量為所選管段的三倍故管段為0127x4mm(三)冷凝器到貯液器管段1、初選管徑d，吸氣管道流速為小于0.5m/s，取0.3m/sndn4x0.429x1.68507x10-33.14x0.3v=1.68507x10dn4x0.429x1.68507x10-33.14x0.3=0.0554m=55.40mm《實用制冷工程設計手冊》P取管徑068x3mm，d=62mm554 n2、確定管路的當量總長及壓力降根據(jù)《供熱工程》P64AP=AP++AP+(Z-Z)p=Rl+AP+(Z-Z)py i2 1 i2 1AP—計算管段的壓力損失，PaAP—計算管段的沿程損失，PayAP—計算管段的局部損失，Paip—熱媒的密度，kg.m3Z-Z—水頭差，m2 1R—每米管長的沿程損失，Pa.ml—管段長度，mR=4吧d2九一管段的摩擦阻力系數(shù)d—管子的內(nèi)徑，mv—熱媒在管道內(nèi)的流速，m/svdR—雷諾數(shù)ey—熱媒的運動粘滯系數(shù)，m2/s查《傳熱學》y=0.21275x10-6m2/svd_0.3xO.06210.21275x10-6=87426.56R>2320時，流動為紊流狀態(tài)，4000~100000范圍內(nèi)時e、0.3164 0.3164入= = R0.25 87426.560.25e=0.0184R上空d20.0184587.45x0.32 x 0.062 2=7.760Pa.1m管道長度 L=535+8800+4610+400+475=14820mmAP=Rl=7.760x14820=115.0036Pay由AP二次空i2奘一管段中的總局部阻力系數(shù)由《實用制冷與空調(diào)工程手冊》P78冷凝器出液口d=80mm，管道為漸縮連接己=0.01貯液器進液口d=80mm，管道為漸擴連接己=0.0025截止閥1=7.0x2=14焊接彎頭&=1.0x2=2戈=0.01+0.0025+14+2=16.035AP=￡1絲=16.035x587.45x0.32=423.889Pai2 2冷凝器出液口和貯液器進液口液位差475mm(Z—Z)p=0.475義583.264=279.0388Pa2 1AP=Rl+AP+(Z—Z)p=114.2044+420.944+277.0504i2 1817.9314Pa查《實用制冷工程設計手冊》P544球形截止閥當量直徑工=340

d球形截止閥當量直徑工=340

dnL=62*340x2=42160mmd焊接彎頭90。當量直徑工=60dnL=62x60x2=7440mmd管道當量總長L=14820+42160+7440=64420mmd每米當量管長的壓力降AP= 817.9314 =1.29kgf..m2m64420x9.80665 ,查《實用制冷與空調(diào)工程手冊》P547d=56mm<62mm，所選管段合適n3~5號管段質(zhì)量流量為所選管段的三倍故管段為0127x4mm（四）貯液器到蒸發(fā)器管段1、初選管徑d，吸氣管道流速為0.5~1.25m/s，取0.9m/sn4qvv=1.71235x10-3m3.4qv4x0.429x1.71235x10-3=0.03225m=32.25mm3.14x0.9《實用制冷工程設計手冊》P取管徑050x3mm，d=44mm554 n2、確定管路的當量總長管道長度

L=600+662+1958+1047+800+212+2627+7544+160+1480+576=1766