蒸发器热力计算

1、风冷式蒸发器换热计算、设计计算流程图保存结果设计计算（以HLR45S为例）1、已知参数换热参数：冷凝负荷：Qe=31000W蒸发温度：tk=1C回风干球温度：tai=7C,湿球温度ts1=6C送风干球温度：tai=4C,湿球温度tsi=3.6C工质质量流速：g=140kg/（m2*s）冷凝器结构参数：铜管排列方式：正三角形叉排翅片型式：开窗片，亲水膜铜管型式：光管铜管竖直方向间距：S=25.4mm铜管水平方向间距：S2=22mm紫铜光管外径：d°=9.52mm铜管厚度：6t=0.35mm翅片厚度：6f=0.115mm翅片间距：Sf=1.8mm冷凝器尺寸参数排数：Nc=3排每排管数：N

2、b=52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：db=d02f=9.75mm铜管内径：di=d0-、=8.82mm当量直径：deq='4(If)qU2(6-db)(Sf-、f)单位长度翅片面积:ff=2(S1S2-)/Sf父103=0.537m2/m4单位长度翅片间管外表面积：fb=ndb(Sf-6f)/sfx103=0.0286m2/m单位长度翅片管总面积：ft=ff+fb=0.56666m2/m翅片管肋化系数：上=20.46fi二di2)确定空气在蒸发器内的状态变化过程：进风点：h1=20.74kJ/kg,d1=5.5g/kg出风点：h2=16.01kJ/kg,d2=4.

3、8g/kg4,在湿空气始湿图上连接状态点1和2,并延长与饱和空气线相交于饱和点如图：饱和点：h4=11.65kJ/kg,d4=4.2g/kg,t4=1.2C在蒸发器中空气的平均燃：h3=h4=18.09kJ/kgh1-h2h1一h4ln()h2-h4d3=5.1g/kg,t3=5.3C析湿系数：£=1+2.46d3d4=1.549t3-t43)空气侧换热系数迎面风速假定：wf=2.1m/s最窄截面处风速：Wmax=SfSiWf/(Sf-Sf)(Sidb)=3.64m/s蒸发器空气入口干球温度为：tai=7C蒸发器空气出口干球温度为：ta2=4C确定空气物性的温度为：tm=（taita

4、2）/2=5.5C在tm=5.5下，空气热物性：vf=13.75x106m2/s,入f=0.02477W/mK,pf=1.268kg/m3,Ga=1.005kJ/(kg*C)空气侧的雷诺数：Ref=wmaxdeq/vf=805.73imaxeq由制冷原理与设备中公式（736）,空气侧换热系数CfRef-工O="deqdeq=47.98W/m2K其中:yyA-0.518-0.02315()0.000425()2-3101)deqdeqdeq3=0.1852C=A1.36-0.24Ref1000=0.216_Vn-0.450.0066=0.5931deqRefm=0.28+0.08=-0

5、.21551000铜管差排的修正系数为1.1,开窗片的修正系数为1.3,则空气侧换热系数为:（开窗片、波纹片的修正系数有待实验验证）'_2.-"°=3。X1.1X1.3=68.62W/mK对于叉排翅片管簇:P=S1=25.4/9.75=2.6051df:'=1.27：-0.3=2.7681式中：l1,l2为正六边形对比距离，l1=l2翅片当量高度：h=0.5df(P'1)(1十0.35lnP')=0.01169m2：o-1m=75.4mKa6a翅片效率：fJ9h(mh')=0.802mh'表面效率：s=1_fL(1_f)=0.

6、812ft空气侧当量换热系数为：3f=%t0ns=85.81W/m2K4）冷媒侧换热系数设R22进入蒸发器的干度X1=0.16,出口蒸发器时X2=1.0,则R22的总流量为：Gr=Q=0.17901kg/srM-X1）R22的总流通截面：Gr4A=二=12.7866X104g每根管子的有效流通截面：二diA=6.1067X104蒸发器的分路数：A一Z=20.9取2=21A每一分路的R22流量：-GrGd=0.008524kg/sR22在管内蒸发时换热系数可按下式计算：0.2/>0343曰c-70.6gi£oO-7CC_.0.6ai=2.7q02=8.3766qidi.<P

7、crJ（如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2）由于R22与润滑油能相互溶解，可忽略管内侧污垢。取翅片侧污垢热阻为0.001m2K/W,翅片与管壁间接触热阻之和为2.5X103m2K/W。17Tfrocfm0.0142712'425外表面的热流量:q。qi/P=qi/20.46需要的传热面积为:2=Qe/q。=634260/qim需要的总管路长为:lt上二1119295/qimft0.6sLqi根据制冷原理与设备（公式7129）,R22在管内蒸发的阻力为:5noi-20.91P2=5.98610(qig)0.91lt/Z/di=1.012X10qiR22在管内蒸发时蒸发温度的降低值

8、:式中:.'Pete=C'eteHC卬2蒸发温度-1C时蒸发温度随蒸发压力的变化率。通过计算可得:=0.0631C/Pa于是：&e=0.0631XAP2=6.384X10一%?91固实际传热温差为:又:；：tm(tai-tel)-(ta2-te2)(ta1-3-：te)lnta1te1<ta2te2)lnta1_te_&tea1eeta2-te/ln3-6.38410sqi0.918-6.384黑10。°9'5qi=Pq。=PkNm=20.46X12.44250.014271-0-qiln乂0.913-6.38410qi4A0.91、8-

9、6.384父10qi采用迭代法解上式可得:q=3875.8W/m2因此：外表面热流量：qo=qi/-=189.4W/m2冷媒侧的换热系数：二=1191.4W/r2K传热系数：k=31.8W/r2K工质压降：F2=15.39kPa蒸发温度下降值：te=0.97C实际的传热温差为：tm=5.96C需要的传热面积为：F=Qe/q。=163.64m2所需要翅片管总长：It=288.8mft4）确定冷凝器得结构尺寸冷凝器长：A=一=1.851mNbNc高：B=NbS=1.334m宽：C=NcS2=0.066m风量为：VaQk=6.893m3/s:aCpa(ta2-ta1)迎风面积为：Fy=AB=2.469m2实际迎面风速为：vf="=2.12m/sFy与原假设的风速相符，不再另做计算5）阻力计算空气侧阻力：P=9.81A（L/deq）（：Wmax）1.7=24.7Pa其中A考虑翅片表面粗糙度白系数，对非亲水膜取A=0.0113,对亲水膜取A=0.007铝片数量：Nf=A/Sf=1851/1.8=1028片铝片重量：Gf=(ff/2+fb)MSfM1tM2.7m103=26.56kg铜管重量：