蒸发器课程设计

1、课程设计说明书设计题目：蒸发器工艺设计能源与动力工程学院热能与动力专业学生姓名学号 ：指导教师 ：完成时间 : 2008年11月2华中科技大学主 要 设 计 及 说 明主要结果（一）设计目标设计一个蒸发器。（二）设计条件：l 室外侧进风温度： 35 冷凝温度： 50 过冷度： 5l 室内侧进风干球温度： 27湿球温度： 19.5蒸发温度： 7过热度： 5压缩机指示效率： 0.75l 制冷剂： R134a l 制冷量： 6000W（三）确定设计方案1 蒸发器类型选择：采用冷却强制流动空气的干式蒸发器。2 选定蒸发器的结构参数：选用10mm0.7mm的紫铜管，翅片选用=0.2mm的铝套片，翅片间距

2、=2.2mm。管束按正三角形叉排排列，垂直于流动方向间距S1=25mm，沿流动方向管排数=4，迎风面风速=2.5。（四）确定物性数据：1、确定空气在流经蒸发器时的状态变化过程：由给定的进风参数查h-d图，得：=55.2kJ/kg =10.95g/kg根据风量选择原则取设计风量为： （1） 进口湿空气的比体积： （2） 空气的质量流量Ga：（3） 进出口空气比焓差： （4） 出口空气的比焓： 设取传热管壁面温度=12.5， 查得。（取）得空气处理过程的饱和状态点w，连接1-w与线相交与2点，得到蒸发器出口空气状态干球温度。（5） 蒸发器中空气的平均比焓： 则线与1-w线相交于m点，同时查得空气的

3、平均状态参数为： 2、R134a在7时的物性为：主 要 设 计 及 说 明主要结果（五）具体计算过程查R134a的lgp-h图，得：1、 计算几何参数翅片为平直翅片，考虑套片后的管外径为：主 要 设 计 及 说 明主要结果以图示的计算单元为基准进行计算，沿气流流动方向的管间距为： 沿气流方向套片的长度为：每米管长翅片的外表面积为：每米管长翅片间的管子表面积为：每米管长的总外表面积为：每米管长的外表面积为：每米管长的内表面积为：每米管长平均直径处的表面积为：肋化系数：当量直径：主 要 设 计 及 说 明主要结果2、 计算空气侧干表面传热系数：（1） 最窄截面处空气流速：（2） 干表面传热系数根据

4、Mcquistion提出的用于计算4排叉排管束平均表面传热系数的关联式：3、 空气侧当量表面传热系数的计算：（1） 析湿系数（2） 肋片效率对于正三角形叉排排列的平直套片管束，翅片效率可由式 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A/B=1， 且故主 要 设 计 及 说 明主要结果肋片折合高度为：故在凝露工况下的翅片效率为：（3） 当量表面传热系数为：主 要 设 计 及 说 明主要结果4、 管内R134a蒸发时表面传热系数的计算已知R134a的单位制冷量则r134a的总质量流量为作为迭代计算的初值，取，考虑到R134a的阻力比相同条件下R12要大，故取R134a在

5、管内的质量流速则总流通截面为：每根管子的有效流通截面为：蒸发器的分路数：取Z=8，则每一分路中R134a的质量流量为每一分路中R134a在管内的实际质量流量为：根据凯特里卡的通用关联式：主 要 设 计 及 说 明主要结果对于R134a，5、 传热温差的初步计算：暂先不计R134a的阻力对蒸发温度的影响则有：6、 传热系数的计算由于R134a与聚酯油能互溶，故管内污垢热阻可忽略，据文献介绍翅片侧污垢热阻、管壁导热热阻及翅片与管壁间接触热阻之和（）可取为，故主 要 设 计 及 说 明主要结果7、 核算假设的的值与假设的初值不符，重设初值为9000。重复上述步骤，得重新核算假设的值计算表明，假设的初

6、值9000与核算值9192.1较接近，偏差小于2.5%，故假设有效。8、 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风面积主 要 设 计 及 说 明主要结果取蒸发器宽B=900mm，高H=200mm，则实际迎风面积为已选定垂直于气流方向的管间距为，故垂直于气流方向的每排管子数为深度方向（沿气流流动方向）为4排，共布置32根传热管，传热管的实际总长度为 传热管的实际内表传热面积为 又 说明计算约有19%的裕度。上面的计算没有考虑制冷剂蒸气出口过热度的影响，当蒸气在管内被过热时，过热段的局部表面传热系数很低，即使过热温度不高，过热所需增加的换热面积仍可高达10%20% 。32根0.9m长的管，其翅片间的管子表面积为每一片翅片（宽215mm，深86.6mm）的总外表面积为409片翅片的总外表面积为 32根0.9m长套片管的总外表面积为 主 要 设 计 及 说 明主要结果9、 （R134a的流动阻力及其对传热温差的影响鸟越邦和等的试验表明，在其他条件相同的情况下，R134a在管内的流动阻力比R12要高出10%。R12在管内蒸发时的流动阻力为故由于在蒸发温度7时R134a的饱和压力约为300KPa，故流动阻力损失仅占饱和压力