表冷器热工计算(终极版)

1、初始参数计算过程参数 数值单位步骤1 盘管参数1(1)铜管外径 d012.7 mm(2)铜管壁厚 0.34 mm1.1(3)铜管孔距 S131.75 mm(4)铜管排距 S227.5 mm(5)翅片厚度 f0.115 mm(6)每英寸翅片片数 Nf12 片(7)波纹翅片的半波长 Xf6.875 mm1.2(8)波纹翅片的波高 Pd2 mm(9)孔数 N136 个(10)排数 N24 排(11)铜管迎风面长度 L0740 mm(12)回路形式 Ls1 回路1.32 工况参数(1)风量 G2000 m3/h(2)进风干球温度 t127 (3)进风湿球温度 ts119.5 (4)设计进水温度 tw1

2、7 1.4(6)管内流体流量 W30.48 L/min3 管内流体物性参数(默认流体为水)(1)流体密度 w1000 kg/m3(2)流体比热 cw4.19 kJ/(kg)(3)流体导热系数 w0.574 W/(m)(4)流体运动粘度 w1.306E-06 m2/s1.5输出参数参数数值单位(1)冷量 Q14.219 kW1.6(2)出风空气干球温度 t212.250 (3)出风空气湿球温度 ts212.157 (4)出水温度 tw213.680 (5)进风空气比焓 h155.781 kJ/kg(6)出风空气比焓 h234.452 kJ/kg(7)肋化系数 19.579(8)肋表面全效率 00

3、.783(9)析湿系数 1.4321.7(10)空气侧换热系数 a37.492 W/(m2)(11)流体侧换热系数 w739.948 W/(m2)(12)总换热系数 Ks19.892 W/(m2)(13)换热面积 F78.785 m2(14)空气侧压降 pa9.073 Pa(15)流体侧压降 pw0.138 kPa062.10.23.345.45.578.48.58.

4、68.7101112131414.414.51515.415.515.615.715.815.915.1015.1115.12计算表冷器结构计算铜管内径 di(1-1)式中：d0由式(1-1)得：di=12.02 mm计算翅片根部直径 db(1-2)式中：d0由式(1-2)得：fdb=12.93 mmd20-= ddifbddd20+=计算过程计算表冷器沿气流方向长度 b(1-3)式中：N2S2由式(1-3)得：b=110 mm计算单根铜管横截面积 fc(1-4)式中：di由式(1-4)得：fc=0.000113475 m22

5、2SNb=2)1000(4icdf=p计算表冷器翅片间距 Sf(1-5)式中：Nf 由式(1-5)得：Sf =2.116666667 mm计算表冷器最小空气流通单元的面积 fmin(1-6)式中：S1Sfdbf由式(1-6)得：fmin=3.76714E-05 m2ffNS4 .25=61min100 . 1)()(-=ffbSdSfd计算表冷器最小单元格的截面积 f min(1-7)式中：S1Sf 由式(1-7)得：f min=6.72042E-05 m2计算表冷器净面比 (1-8)式中：fminf min由式(1-8)得：=0.56055105761min100 . 1=fSSfminmi

6、nff=e计算每米管长铜管外翅片表面积 ff(1-9)式中：S1S2Sf由式(1-9)得：dbff =0.700930664 m2/m计算每米管长翅片间基管外表面积 fb(1-10)式中：dbSff由式(1-10)得：fb=0.038413837 m2/mfbfSdSSf1000)22421-=p（fffbbSSdf1000)(dp-=计算每米管长总外表面积 fo(1-11)式中：ff fb由式(1-11)得：fo=0.739344501 m2/m计算每米管长管内表面积 fi(1-12)式中：di由式(1-12)得：fi=0.037761944 m2/m计算表冷器肋化系数 bfofff+=10

7、001iidf=p(1-13)式中：fofi由式(1-13)得：=19.57909018计算表冷器肋通系数 a(1-14)式中：foS1由式(1-14)得：a=23.28644098计算表冷器迎风面积 Fy(1-15)式中：S1ioff=t11000Sfao=1000000011LNSFy=N1L0由式(1-15)得：Fy=0.84582 m2计算表冷器换热面积 F(1-16)式中：aN2由式(1-16)得：FyF=78.78455003 m2步骤1计算完毕yFNaF=21000000011LNSFy=计算表冷器空气侧换热系数 a计算表冷器迎面风速 vy(2-1)式中：GFy由式(2-1)得：

8、vy=0.656824804 m/s计算最小空气流通单元的风速 vmax(2-2)式中：vy由式(2-2)得：vmax=1.171748399 m/syyFGv3600=eyvv=max计算最小空气流通单元的当量直径 de(2-3)式中：S1Sf dbf 由式(2-3)得：de=0.003618478 m查表选取空气运动粘度 q此处选取1标准大气压下，20时空气运动粘度，且作为常数q=1.506E-05 m2/s)()(1000)()(211ffbffbeSdSSdSddd-+-=计算最小空气流通单元处的空气雷诺数 Req(2-4)式中：vmaxdeq由式(2-4)得：Req=281.5368

9、708计算翅片传热因子 j(2-5)ReqS1S2Sffdbqeqdvu=maxRe133. 0558. 0205. 0272. 021357. 0)()()()(R e3 94. 0-=ffddfbffqSPPXdSSSjddXfPd由式(2-5)得：j=0.037235175计算空气的质量流量 Gm(2-6)式中:Gq查表得空气的平均密度，且作为常数q=1.2 kg/m3再由式(2-6)得：Gm=0.67 kg/s3600qmGGr=计算空气的质量流速 G(2-7)式中：GmFy由式(2-7)得：G=0.788189765 kg/(m2s)查表选取空气相关的状态参数 Pr、cpPrcp此处

10、选取1标准大气压下，20时空气的普朗特数、定压比热容，且作为常数Pr =0.703cp=1.01 kJ/(kg)ymFGG=r计算表冷器空气侧换热系数 a(2-8)式中：jGcpPr由式(2-8)得：a=37.49171825 W/(m2)步骤2计算完毕计算表冷器流体侧换热系数 w32Pr)1000(-=pacGjra计算管内流体的流速 vw计算表冷器通流截面积 fw(3-1)式中：LsN1fc由式(3-1)得：fw=0.004085087 m2计算流体流速 vw(3-2)式中：Wwfw由式(3-2)得：vw=0.124354755 m/scwfNLsf=1wwwfWv=r60计算流体物性系数

11、 计算流体的热扩散系数 aw(3-3)式中：wwcw由式(3-3)得：aw=1.36993E-07 m2/s计算物性系数 (3-4)式中：wwaw由式(3-4)得：wwwwca=rl100043. 037. 0021. 0wwwa=uly=1619.765438计算表冷器流体侧换热系数 w(3-5)式中：vwdi由式(3-5)得：w=739.9479139 W/(m2)步骤3计算完毕计算表冷器可提供的接触系数 E(4-1)式中：a2.08.0)1000(iwwdv=ya)1000exp(-12pqyacvNaE-=raaN2vyq由式(4-1)得：cpE=0.987559331步骤4计算完毕计

12、算表冷器进风空气的比焓 h1计算进风空气的干、湿球热力学温度 T1、Ts1(5-1)式中：Tt15.273+= tT)1000exp(-12pqyacvNaE-=ra上式为通式，分别将进风空气的干、湿球摄氏温度t1、ts1代入计算即可则，由式(5-1)得：进风空气的干球热力学温度T1=300.15 K进风空气的湿球热力学温度Ts1=292.65 K计算进风空气分别在T1、Ts1温度下的饱和水蒸气分压力 pqb1、pqbs1(5-2)式中：Tc1c6上式为通式，分别将进风空气的干、湿球热力学温度T1、Ts1代入计算即可公式里：c1=-5800.2206c2=1.3914993c3=-0.0486

13、0239)ln()ln(63524321TcTcTcTccTcpqb+=c4=4.1764768E-05c5=-1.445209.E-08c6=6.5459673则，由式(5-2)得：ln(pqb1)=8.190927985ln(pqbs1)=7.737439313等式两边同取以e为底的指数，得:pqb1=3608.068925 Papqbs1=2292.594243 Pa计算进风空气在t1温度下的实际水蒸气分压力 pq1(5-3)式中：pqbs1AB)(1111ssqbqttBApp-=t1公式中：A=0.0006635ts1B=101325 Pa则，由式(5-3)得：pq1=1788.37

14、5712 Pa计算进风空气的含湿量 d1(5-4)式中：pq1B由式(5-4)得：d1=0.011175481 kg/kg111622. 0-=qqpBpd计算进风空气的比焓 h1(5-5)式中：t1d1由式(5-5)得：h1=55.78111164 kJ/kg步骤5计算完毕假定表冷器出风空气的干球温度 t2 ，确定空气终状态假定出风空气的干球温度 t2此处规定，出风空气的干球温度 t2 的初始假设值为12，然后由此进行611步的计算；程序中需不断更改 t2 的假设值，使得步骤11的计算结果达到要求的精度t2=12.25 )86. 12501(01. 11111tdth+=由假设计算表冷器出风

15、空气的湿球温度 ts2(6-1)式中：t2Et1由式(6-1)得：ts1ts2=12.15669498 计算表冷器出风空气的比焓 h2(6-2)式中：ts2)(1 (1122ssttEtt-=)053106. 0exp(93575.167937629. 0495628. 7222sstth+-=由式(6-2)得：h2=34.45238693 kJ/kg步骤6计算完毕计算表冷器的析湿系数 (7-1)式中：h1h2cpt1由式(7-1)得：t2=1.431698252)(2121ttchhp-=x步骤7计算完毕计算表冷器的总换热系数 Ks查表分别选取铜、铝的导热系数 铜、铝铜=398 W/(m)铝

16、=204 W/(m)计算翅片形状参数 m2(8-1)式中：a铝5 . 022000(）铝famdlax=f 由式(8-1)得：m2=67.64635705计算翅片当量高度 le(8-2)式中：Rr0(8-3)S1(8-4)d0由式(8-3)、(8-4)得：R=0.015875 mm)065. 1lg85. 01 ()065. 1 (00rRrRle+-=20001SR =200000dr =r0=0.00635 mm由式(8-2)得：le=0.014373145 m计算中间参数 m2le和 th(m2le)式中：m2lem2le=0.972290893双曲正切函数 th(x)(8-5)xxxx

17、eeeexth-+-=)(由式(8-5)得：th(m2le)=0.749709276计算翅片效率 f(8-6)式中： m2le、th(m2le)已由上一步计算出来由式(8-6)得：f=0.771075078计算肋表面全效率 0(8-7)式中：f fffbeeflmlmth=22)(hobfffff +=hf0由式(8-7)得：fo0=0.782969241计算表冷器的总换热系数 Ks(8-8)式中：a0铜由式(8-8)得：wKs=19.89223454 W/(m2)步骤8计算完毕1 -w010001(）铜atldtfax+=asK计算表冷器能达到的全热效率 Eg计算传热单元数 (9-1)式中：

18、KsFGmcp由式(9-1)得：=1.625709789计算水当量比 pmScGFK=xb1000(9-2)式中：GmcpW由式(9-2)得：cw=0.45290162计算表冷器能达到的全热效率 Eg(9-3)式中：由式(9-3)得：Eg=0.723802606wpmcWcG=xg60)1 (exp1)1 (exp1gbggb-=gE步骤9计算完毕计算所需要的全热效率 Eg(10-1)式中：t1t2tw1由式(10-1)得：Eg=0.7375步骤10计算完毕比较两个全热效率 Eg和 Eg1121wgttttE-=EgEg=0.013697394对上面所得的差取绝对值，即：t2=12.250.0

19、13697394重新假设说明：若两个全热效率的差的绝对值不大于0.001时，则所设 t2合适；若不合适，则应重设 t2 再算。步骤11计算完毕计算表冷器冷量 Q=-ggEE(12-1)式中：Gmh1由式(12-1)得：h2Q=14.2191498 kW步骤12计算完毕计算表冷器出水温度 tw2(13-1)式中：tw1QWcw由式(13-1)得：)(21hhGQm-=wwwcWQtt+=6012tw2=13.6802989 步骤13计算完毕注：下面的绿色区域为校验计算，不在表冷器热工计算之内，不要出现在程序内对冷量Q进行验算(1)水侧的冷量Q1式中：cwWtw1tw2由上式得：60)(121ww

20、wttWcQ-=Q1=14.2191498(2)表冷器热交换的冷量Q2计算对数传热温差 tm式中：t1t2tw1tw2由上式得：tm=8.667627426 计算冷量 Q2式中：Ks-=D12211221ln)()(wwwwmttttttttt10002mstFKQD=F由上式得：tmQ2=13.58391218 kW验算结果对比Q=14.2191498 kWQ1=14.2191498 kWQ2=13.58391218 kW计算表冷器的空气侧压降 pa10002mstFKQD=计算空气流经翅片时的摩擦系数 1(14-1)式中：Req由式(14-1)得：1=0.118158165计算空气流经翅片

21、摩擦造成的压降 pa1(14-2)式中：1bdeq由式(14-2)得：vmaxpa1=2.959037917 Pa21) 5 . 1Relg8 . 1 (1-=qm210002max11vdbpqea=Drm计算空气流经管簇时的局部阻力系数 2(14-3)式中：N2Req由式(14-3)得：2=7.421467054计算空气流经管簇时的局部压降 pa2(14-4)式中：2qvmax由式(14-4)得：pa2=6.113779226 Pa25. 022Re)6 . 64(-+=qNm22max22vpqa=Drm计算表冷器的空气侧压降 pa(14-5)式中：pa1pa2由式(14-5)得：pa=

22、9.072817143 Pa步骤14计算完毕计算流体侧压降 pw计算换热管总长 L(15-1)式中：N121aaapppD+D=D1000021LNNL=N2L0由式(15-1)得：L=106.56 m计算表冷器回路数 N3(15-2)式中：N1Ls由式(15-2)得：N3=36 个计算每一回路铜管长 L1(15-3)式中：LN3LsNN=1331NLL =1000021LNNL=由式(15-3)得：L1=2.96 m计算管内侧流体雷诺数 Rew(15-4)式中：vwdiw由式(15-4)得：Rew=1144.520789计算流体侧沿程阻力系数 f(15-5)式中：Rewwiwwdvu1000

23、Re=25. 0Re3164. 0wf=l由式(15-5)得：f=0.054397702计算流体侧沿程阻力造成的压降 pwf(15-6)式中：f L1diw由式(15-6)得：vwpwf=103.5768242 Pa设定弯头数目 z选定弯头数目，且定为常数z=4 个2100021wwifwfvdLp=Drl弯头局部阻力系数 m1查表选取弯头局部阻力系数，且定为常数m1=1计算弯头的曲率半径 Rq(15-7)式中：S1由式(15-7)得：Rq=15.875 mm计算弯头摩擦阻力系数 m2(15-8)式中：Rqdi21SRq=iqmdR094. 02=l由式(15-8)得：m2=0.1241472

24、55计算流体侧局部阻力造成的压降 pwm(15-9)式中：zm1m2wvw由式(15-9)得：pwm=34.76786234 Pa计算流体侧压降 pw2)(221wwmmwmvzp+=DrlliqmdR094. 02=l(15-10)式中：pwf pwm由式(15-10)得：pw=0.138344687 kPa步骤15计算完毕表冷器热工计算完毕1000wmwfwpppD+D=D铜管外径(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管壁厚(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管外径(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片厚度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)计算过程表冷器排数(此参数由初始参数中的盘管

25、参数给出)铜管排距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管内径(此参数由步骤1.1计算得出)每英寸翅片片数(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片间距(此参数由步骤1.5计算得出)翅片根部直径(此参数由步骤1.2计算得出)翅片厚度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片间距(此参数由步骤1.5计算得出)表冷器最小空气流通单元的面积(此参数由步骤1.6计算得出)表冷器最小单元格的截面积(此参数由步骤1.7计算得出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管排距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片间距

26、(此参数由步骤1.5计算得出)翅片根部直径(此参数由步骤1.2计算得出)翅片根部直径(此参数由步骤1.2计算得出)翅片间距(此参数由步骤1.5计算得出)翅片厚度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)每米管长铜管外翅片表面积(此参数由步骤1.9计算得出)每米管长翅片间基管外表面积(此参数由步骤1.10计算得出)铜管内径(此参数由步骤1.1计算得出)每米管长总外表面积(此参数由步骤1.11计算得出)每米管长管内表面积(此参数由步骤1.12计算得出)每米管长总外表面积(此参数由步骤1.11计算得出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)孔数(此参数由初

27、始参数中的盘管参数给出)铜管迎风面长度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)表冷器肋通系数(此参数由步骤1.14计算得出)排数(此参数由初始参数中的盘管参数给出)表冷器迎风面积(此参数由步骤1.15计算得出)风量(此参数由初始参数中的工况参数给出)表冷器迎风面积(此参数由步骤1.15计算得出)表冷器迎面风速(此参数由步骤2.1计算得出)表冷器净面比(此参数由步骤1.8计算得出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片间距(此参数由步骤1.5计算得出)翅片根部直径(此参数由步骤1.2计算得出)翅片厚度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)最小空气流通单元的风速(此参数由步骤2.2计算得出)最

28、小空气流通单元的当量直径(此参数由步骤2.3计算得出)空气运动粘度(此参数由步骤2.4给出)最小空气流通单元处的空气雷诺数(此参数由步骤2.5计算得出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管排距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片间距(此参数由步骤1.5计算得出)翅片厚度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片根部直径(此参数由步骤1.2计算得出)波纹翅片的半波长(此参数由初始参数中的盘管参数给出)波纹翅片的波高(此参数由初始参数中的盘管参数给出)风量(此参数由初始参数中的工况参数给出)空气密度(此参数由本步骤给出)空气质量流量(此参数由步骤2.7计算得出)表冷器迎风面积(此参数

29、由步骤1.15计算得出)空气的普朗特数(此参数由本步骤给出)空气的定压比热容(此参数由本步骤给出)翅片传热因子(此参数由步骤2.6计算得出)空气质量流速(此参数由步骤2.8计算得出)空气定压比热容(此参数由步骤2.9给出)空气普朗特数(此参数由步骤2.9给出)回路形式(此参数由初始参数中的盘管参数给出)孔数(此参数由初始参数中的盘管参数给出)单根铜管横截面积(此参数由步骤1.4计算得出)管内流体流量(此参数由初始参数中的工况参数给出)流体密度(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)表冷器通流截面积(此参数由步骤3.1.1计算得出)流体的导热系数(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)流

30、体的密度(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)流体的比热容(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)流体的导热系数(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)流体的运动粘度(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)流体的热扩散系数(此参数由步骤3.2.1计算得出)流体的物性系数(此参数由步骤3.2.2计算得出)流体流速(此参数由步骤3.1.2计算得出)铜管内径(此参数由步骤1.1计算得出)表冷器空气侧换热系数(此参数由步骤2.10计算得出)表冷器肋通系数(此参数由步骤1.14计算得出)排数(此参数由初始参数中的盘管参数给出)表冷器迎面风速(此参数由步骤2.1计算得出)空气密度(此参数

31、由步骤2.7给出)空气的定压比热(此参数由步骤2.9给出)进风空气的干球或湿球热力学温度(此参数由本步骤计算得出)进风空气的干球或湿球摄氏温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)进风空气的干球或湿球热力学温度(此参数由步骤5.1计算得出)相关系数(此参数由本步骤给出)基于进风空气湿球温度Ts1下的饱和水蒸气分压力(此参数由步骤5.2计算得出)相关参数(此参数由本步骤给出)标准大气压(此参数由本步骤给出)进风空气干球摄氏温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)进风空气湿球摄氏温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)进风空气在t1温度下的实际水蒸气分压力(此参数由步骤5.3计算得出)标准大气压(此

32、参数由步骤5.3给出)进风空气干球温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)进风空气的含湿量(此参数由步骤5.4计算得出)出风空气干球温度(此参数由步骤6.1给出)表冷器可提供的接触系数(此参数由步骤4计算得出)进风空气干球温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)进风空气湿球温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)出风空气湿球温度(此参数由步骤6.2计算得出)进风空气比焓(此参数由步骤5.5计算得出)出风空气比焓(此参数由步骤6.3计算得出)空气的定压比热(此参数由步骤2.9给出)进风空气干球温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)出风空气干球温度(此参数由步骤6.1给出)表冷器的析湿系数(此参

33、数由步骤7计算得出)表冷器的空气侧换热系数(此参数由步骤2.10计算得出)铝的导热系数(此参数由步骤8.1给出)翅片厚度(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管孔距的一半(此参数由本步骤计算得出)铜管外半径(此参数由本步骤计算得出)铜管孔距(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜管外径(此参数由初始参数中的盘管参数给出)翅片形状参数(此参数由步骤8.2计算得出)翅片当量高度(此参数由步骤8.3计算得出)翅片效率(此参数由步骤8.5计算得出)每米管长铜管外翅片表面积(此参数由步骤1.9计算得出)每米管长翅片间基管外表面积(此参数由步骤1.10计算得出)m2le、th(m2le)已由上一步计算出来每

34、米管长总外表面积(此参数由步骤1.11计算得出)表冷器的析湿系数(此参数由步骤7计算得出)表冷器的空气侧换热系数(此参数由步骤2.10计算得出)表冷器的肋表面全效率(此参数由步骤8.6计算得出)肋化系数(此参数由步骤1.13计算得出)铜管壁厚(此参数由初始参数中的盘管参数给出)铜的导热系数(此参数由步骤8.1给出)表冷器的流体侧换热系数(此参数由步骤3.3计算得出)表冷器的总换热系数(此参数由步骤8.7计算得出)表冷器的换热面积(此参数由步骤1.16计算得出)表冷器的析湿系数(此参数由步骤7计算得出)空气的质量流量(此参数由步骤2.7计算得出)空气的定压比热(此参数由步骤2.9计算得出)表冷器的析湿系数(此参数由步骤7计算得出)空气的质量流量(此参数由步骤2.7计算得出)空气的定压比热(此参数由步骤2.9计算得出)管内流体流量(此参数由初始参数中的工况参数给出)流体的比热容(此参数由初始参数中的管内流体物性参数给出)传热单元数(此参数由步骤9.1计算得出)水当量比(此参数由步骤9.2计算得出)进风空气干球温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)出风空气干球温度(此参数由步骤6.1给出)进水温度(此参数由初始参数中的工况参数给出)空气质