第四章__蒸发器

1、蒸蒸 发发 器器在制冷系统中：蒸发器是制造和输出冷量的设备在制冷系统中：蒸发器是制造和输出冷量的设备膨胀阀膨胀阀压缩机的作用：压缩机的作用： v从蒸发器中抽取气化的蒸气从蒸发器中抽取气化的蒸气, ,从而维持蒸发器内一从而维持蒸发器内一定的蒸发温度和压力；定的蒸发温度和压力； v对吸入的蒸气进行压缩对吸入的蒸气进行压缩, ,以维持冷凝器内的高压；以维持冷凝器内的高压； v输送制冷剂输送制冷剂, ,是系统中的循环动力是系统中的循环动力。 膨胀阀的作用：膨胀阀的作用： v膨胀阀起节流降压的作用膨胀阀起节流降压的作用, ,经冷凝器冷凝后的高压经冷凝器冷凝后的高压液态制冷剂转变为低压的液体液态制冷剂转变

2、为低压的液体, ,为制冷剂在低温低为制冷剂在低温低压下气化创造条件；压下气化创造条件； v调节蒸发器的供液量（用于控制压缩机入口处制冷调节蒸发器的供液量（用于控制压缩机入口处制冷剂蒸气的过热度）。剂蒸气的过热度）。 v蒸发器的类型、基本构造及工作原理蒸发器的类型、基本构造及工作原理v制冷剂在水平管内的沸腾换热制冷剂在水平管内的沸腾换热v冷却空气型蒸发器的设计与计算冷却空气型蒸发器的设计与计算v冷却液体型蒸发器的设计与计算冷却液体型蒸发器的设计与计算蒸发器的类型、基本构造及工作原理蒸发器的类型、基本构造及工作原理v蒸发器是一种吸热设备；蒸发器是一种吸热设备；v工作原理：制冷剂液体在较低的温度下沸

3、腾，工作原理：制冷剂液体在较低的温度下沸腾，转变为蒸气，并吸收被冷却物体或空间所散发转变为蒸气，并吸收被冷却物体或空间所散发的热量，达到制冷的目的；的热量，达到制冷的目的；v蒸发器是制冷系统中制造和输出冷量的设备；蒸发器是制冷系统中制造和输出冷量的设备；v按制冷剂的供液方式，蒸发器可分为按制冷剂的供液方式，蒸发器可分为满液式、满液式、非满液式、循环式和淋激式。非满液式、循环式和淋激式。v按照蒸发器中被冷却介质的种类分为按照蒸发器中被冷却介质的种类分为冷却空气冷却空气型蒸发器型蒸发器和和冷却液体型蒸发器冷却液体型蒸发器液体制冷剂经过节流装置进人蒸液体制冷剂经过节流装置进人蒸发器，蒸发器内的发器，

4、蒸发器内的液位保持一定液位保持一定。蒸发器内的蒸发器内的传热管浸没在制冷剂传热管浸没在制冷剂液体中液体中。吸热蒸发后的。吸热蒸发后的气液混合气液混合物中仍含有大量液体物中仍含有大量液体，故从蒸发，故从蒸发器内逸出的器内逸出的湿蒸气经气液分离湿蒸气经气液分离后后再回人压缩机。再回人压缩机。u满液式蒸发器的蒸发管表面为液体润湿，表面传热系数；满液式蒸发器的蒸发管表面为液体润湿，表面传热系数；u制冷剂侧阻力较大；制冷剂侧阻力较大；u由于制冷剂液体静压力的影响，使其下部液体的蒸发温度提由于制冷剂液体静压力的影响，使其下部液体的蒸发温度提 高，从而减小了蒸发器的传热温差，蒸发温度越低这种影响就高，从而减

5、小了蒸发器的传热温差，蒸发温度越低这种影响就越大。越大。 满液式蒸发器满液式蒸发器u满液式蒸发器大多为壳管式，满液式蒸发器大多为壳管式， 载冷剂在管内流动，制冷剂载冷剂在管内流动，制冷剂 在管外蒸发，制冷剂液体基在管外蒸发，制冷剂液体基 本浸满管束，上部留有一定本浸满管束，上部留有一定 的气空间。的气空间。u对于润滑油与制冷剂互溶情对于润滑油与制冷剂互溶情 况下，满液式蒸发器的回油况下，满液式蒸发器的回油 较难且不稳定，而回油状况较难且不稳定，而回油状况 直接影响机组的工作工况和直接影响机组的工作工况和 工况油移。工况油移。液体制冷剂经过膨胀阀节流后液体制冷剂经过膨胀阀节流后直接进人蒸发器，在

6、蒸发器内直接进人蒸发器，在蒸发器内处于气液共存状态，制冷剂边处于气液共存状态，制冷剂边流动，边汽化，蒸发器中并流动，边汽化，蒸发器中并无无稳定的制冷剂液面稳定的制冷剂液面。u只有部分传热面积与液态制冷剂相接触，表面传热系数只有部分传热面积与液态制冷剂相接触，表面传热系数 相对较小；相对较小；u充液量少，润滑油容易返回压缩机；充液量少，润滑油容易返回压缩机；依靠泵强迫制冷剂在蒸发器中依靠泵强迫制冷剂在蒸发器中循环，液体循环速度大小由泵循环，液体循环速度大小由泵调节，制冷剂循环量是蒸发量调节，制冷剂循环量是蒸发量的几倍，沸腾换热强度较高，的几倍，沸腾换热强度较高，润滑油不易在蒸发器内积存。润滑油不

7、易在蒸发器内积存。依靠泵把制冷剂喷淋在传热面依靠泵把制冷剂喷淋在传热面上，蒸发器中制冷剂充灌量很上，蒸发器中制冷剂充灌量很少，液柱高度不会对蒸发温度少，液柱高度不会对蒸发温度产生影响。产生影响。冷却空气型蒸发器冷却空气型蒸发器v广泛用于冰箱、冷藏柜、空调器及冷藏库中；广泛用于冰箱、冷藏柜、空调器及冷藏库中；v多做成蛇形管式，制冷剂在管内蒸发，空气从管多做成蛇形管式，制冷剂在管内蒸发，空气从管外流过被冷却；外流过被冷却；v按引起空气流动的原因，可分为按引起空气流动的原因，可分为自然对流式自然对流式和和强强制对流式。制对流式。自然对流式空冷器自然对流式空冷器两种典型的管板式蒸发器两种典型的管板式蒸

8、发器多层搁架式蒸发多层搁架式蒸发器器铝合板吹胀式蒸发器铝合板吹胀式蒸发器单脊翅片管式蒸发器单脊翅片管式蒸发器串联板吹胀式蒸发器串联板吹胀式蒸发器翅片管式排管翅片管式排管强制对流式空冷器强制对流式空冷器冷却液体型蒸发器冷却液体型蒸发器满液式蒸发器满液式蒸发器干式壳管式蒸发器干式壳管式蒸发器干式壳管式蒸发器干式壳管式蒸发器: :液态制冷剂在管内流动，沿程吸收管外载液态制冷剂在管内流动，沿程吸收管外载冷剂的热量逐渐汽化，制冷剂处于液汽共存的状态，蒸发器部冷剂的热量逐渐汽化，制冷剂处于液汽共存的状态，蒸发器部分传热面与气态制冷剂接触，导致总传热系数较满液式低分传热面与气态制冷剂接触，导致总传热系数较满

9、液式低, ,但但其制冷剂充注量少，回油方便，适用于氟利昂作制冷剂。其制冷剂充注量少，回油方便，适用于氟利昂作制冷剂。优点：优点：（1 1）充液量少，为管内容积的）充液量少，为管内容积的40%40%左右；左右；（2 2）受制冷剂液体静压力的影响较少；（）受制冷剂液体静压力的影响较少；（3 3）排油方便；）排油方便；（4 4）载冷剂结冰不会胀裂管子（）载冷剂结冰不会胀裂管子（5 5）制冷剂液面容易控制；）制冷剂液面容易控制；（6 6）结构紧凑。）结构紧凑。缺点缺点: :制冷剂在换热管束内供液不易均匀，弓形折流板制造与制冷剂在换热管束内供液不易均匀，弓形折流板制造与装配比较麻烦，由于装配间隙的存在，

10、载冷剂在折流板孔和换装配比较麻烦，由于装配间隙的存在，载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间容易产生泄漏旁流，从而降低传热管间、折流板外周与筒体间容易产生泄漏旁流，从而降低传热效果。热效果。 制冷剂在水平管内的沸腾换热制冷剂在水平管内的沸腾换热u制冷剂在水平管内的沸腾换热是蒸发器最常用的制冷剂在水平管内的沸腾换热是蒸发器最常用的形式。形式。1 1、润滑油对管内沸腾换热的影响因素、润滑油对管内沸腾换热的影响因素v润滑油与制冷剂的互溶性润滑油与制冷剂的互溶性v润滑油的浓度润滑油的浓度v润滑油的物性润滑油的物性v蒸发器的热流密度及蒸发管的长度蒸发器的热流密度及蒸发管的长度u在制冷系统中，循环

11、的制冷剂中含有润滑油其在制冷系统中，循环的制冷剂中含有润滑油其浓度一般为浓度一般为0.2-10%0.2-10%。00/140442Z pZK kPat0蒸发器进出口的制冷剂压降与所对应的饱和温度降的关系： t系数，对于不同制冷剂仅为饱和温度 的函数，可查、制冷剂流阻页对蒸发器传热的影响：的表。3 3、制冷剂液体高度对蒸发器传热的影响。、制冷剂液体高度对蒸发器传热的影响。4 4、制冷剂在微细内翅管中的沸腾换热：、制冷剂在微细内翅管中的沸腾换热：传热的增强明显大于压降的增加，成本比较低。传热的增强明显大于压降的增加，成本比较低。微细内翅管剖面图微细内翅管剖面图5241013010.40.81111

12、0.80102121C () (25)()(1)Pr0.0231()()9.85CCCfmiigmmiCFrC BFgx ddxCxqBg rgFrdTP1凯特里卡的、纯制冷剂在管内的沸腾换用热通关系式：冷却空气型蒸发器的设计与计算冷却空气型蒸发器的设计与计算v自然对流空冷器空气侧的换热自然对流空冷器空气侧的换热v湿工况下空冷器空气侧的换热湿工况下空冷器空气侧的换热v设计实例设计实例自然对流空冷器空气侧的换热自然对流空冷器空气侧的换热v在计算自然对流空冷器的表面与空气间的传热系数时，必须在计算自然对流空冷器的表面与空气间的传热系数时，必须同时考虑空冷器表面与外界的辐射换热；同时考虑空冷器表面与

13、外界的辐射换热；v对于工程设计，一般对于家用冰箱（采用的管板式与吹胀式对于工程设计，一般对于家用冰箱（采用的管板式与吹胀式蒸发器），其对流换热系数在蒸发器），其对流换热系数在11-14W/(m11-14W/(m2 2K)K)之间之间( (未结霜状未结霜状态态) )；v对于家用冰箱（采用的单脊翅片管式、管板式和吹胀式蒸发对于家用冰箱（采用的单脊翅片管式、管板式和吹胀式蒸发器）也可以采用下面的式子估算传热面积器）也可以采用下面的式子估算传热面积A A。0440000440000000000()()() 100100()()() 10010011111()2aaCRCaaRiiipffpfATTK

14、ttKA ttTTAKAAAAAAAAd LhL 湿工况下空冷器空气侧的换热湿工况下空冷器空气侧的换热1 1、空气流过蒸发器时状态的变化、空气流过蒸发器时状态的变化dh12 =1 1u等湿（干式）冷却：等湿（干式）冷却：空气在含湿空气在含湿 量不变的情况下量不变的情况下 冷却。冷却。u当换热壁面的温度当换热壁面的温度低于湿空气露点温低于湿空气露点温度（度（tstD) )时，空气时，空气侧的换热属于无相侧的换热属于无相变换热。变换热。dh12 =1 12u析湿冷却：空气在析湿冷却：空气在含湿量下降的同时含湿量下降的同时的冷却。的冷却。 u当换热壁面的温度当换热壁面的温度低于湿空气露点温低于湿空气

15、露点温度度（tstD)时，空气时，空气气侧的换热属于有气侧的换热属于有相变换热，空气流相变换热，空气流经蒸发器时状态的经蒸发器时状态的变化可用湿空气的变化可用湿空气的 h-d图来表示。图来表示。 空气经过蒸发器空气经过蒸发器时状态变化过程时状态变化过程ABu当换热壁面的温度低于湿空气露点温度当换热壁面的温度低于湿空气露点温度（t st D)时，湿空气气侧的换热属于有相时，湿空气气侧的换热属于有相变换热，空气流经蒸发器时状态的变化可变换热，空气流经蒸发器时状态的变化可用湿空气的用湿空气的 h-d图来表示图来表示。 绝热混合绝热混合过程过程dh12h3h23h1d1d2ma2ma1ma3d3ma1

16、ma2 =12 2、蒸发器的接触系数、蒸发器的接触系数maxmax1111ss()()()msmKWqhhqhhhm质量流量为q 的湿空气流经蒸发器时，仅有部分空气与冷表面接触，其余则旁通而过。显然，接触冷表面的空气越多，出口空气的状态越接近冷表面处饱和空气的状态，理想情况下出口空气的状态可以达到点S的状态。理想情况下空气与蒸发器冷表面的换热热流量为： 接 实际情况下的换热热流量为：触系数：1111111110101t1t1;1sssssstththhttttCtC 与点 状态相对应的空气湿球温度，与点 状态相对应的空气湿球温度， 。ss31 exp()/;/();aypaypaNucum s

17、kg mckJkg KN 2ofY2ofY式中：外表面显热传热系数，kW/(mK)；迎面风速，； 空气密度， 干空气比定压热容，沿气流方向翅的大小反映了空气与冷表面之间热、湿交换的完善程度，反映了蒸发器的冷却效率，a-翅通系片管排数；A，a=NAA 和A分别为蒸发器总外表面积和迎风面积，m数。00S00SWs0327,19.5,35,24,15%0.9,6976,1395/ ,101325NNWVBtCtCtCtCmWqmhpPa 已知：室内空气状态参数为干球温度湿球温度室外空气状态参数为干球温度湿球温度新分析空气通过蒸发器时的状态变化：风比，接触系数蒸发器的传热量送风量大气压力。求空气经过蒸

18、发器后的出口状态参数。,101325Pa55.8/,72.1/NSNWSWttttkJ kgkJ kgBNW根据的数值，在p的湿空气的h-d图上确定室内、外空气的状态点N及W，hh。111001()()m,(1)(1)58.3/128.2,20.2mWmWmmmWWmNNmWmmNmWNSqqqq hqhqhqqqm qhmhm hkJ kgNWNWhC tCh 11新风室外空气 ，回风室内空气 ，混合后总风量。蒸发器的进口空气状态参数：而 所以 蒸发器的进口空气状态点应在点 、的连线上，即线与的交点 。t。空气通过蒸发器时的质量焓降为：h=h0110011115/k15.5()(1)16.3

19、110.5 /VSskJ KgqhCttChddg kg 1S11S11S1出口空气比焓为：hh=43.3 J/kg查湿空气的性质表可得出口空气的湿球温度：t出口空气的干球温度：tt由t、t 可在图上确定出口空气状态点 ，。3 3、表面凝露时的传热系数、表面凝露时的传热系数ttaa sss空气流经表面式空气冷却器的蒸发器时，由于空气冷却器的外表面温度低于湿空气的干球温度，所以湿空气要向外表面放热。如果外表面的温度低于湿空气的露点温度，湿空气中的部分水蒸气将在外表面上凝结，使外表面形成一层水膜，那么两者之间要进行显热交换和潜热交换。空气与dA的水膜接触时，如两者温差为（ -t），则通过dA的显热

20、交换热流量为： d（ -t）dA式中：外表面的显热传2/()tWmKs热系数，（ -t）湿空气与水膜之间的温度差，基本等于湿空气干球温度与外壁面温度之差。dd/d()() 1,()(),llassapssppdkg kgdttdd r dALec ttdddAchc trd s2ss在微元面在微元面上的潜热交换热流量=（ -d）rdA式中： -传湿系数，kg/(m s)；,d湿空气、水膜表面饱和湿空气的含湿量，（干空气）；r-水的比潜热，J/kg。d =引入路易斯数则：d =引入湿空气的比上总交焓换热流量apcss则：d =（h-h）dA=（h-h）dA可推动湿空气与水膜表面之间热湿交换的动见

21、：力是比焓差。11s11s0p,p,0h()d()d()()Kpasaa ea emahcttdtt dAtt dAtt dAKA t p0=所以，对于翅片管：以基管外表面温度t 为计算基准，湿工况下翅片管外表面的当量传析湿系数 ：热系数；空气冷却器的表面效率；直接蒸发式空气冷却器的总传热热流量若忽传热系数为略管壁热阻和管内污垢热阻，则1则=1：,1a eieiioA1r+r+A其中：r外表面集灰等所形成的污垢热阻。4 4、表面结霜时的换热、表面结霜时的换热1001;/();1()frafrfrfrdiimWm KeKr a,e当蒸发器表面的温度低于水的凝固点时，从湿空气中析出的凝结水还会凝固

22、在表面上形成霜层，表面结霜后总体的结果是使蒸发器的性能恶化。表面结霜时，蒸发器外表面的当量传热系数为： 式中：霜层的厚度，霜层的导热系数，考虑水膜或霜层的形成会使传热系数下降，此时蒸发器的传热系数：0011()0.80.9domaaArAee0式中：霜层、水膜及温度分配不均匀对K 的影响系数，。设计步骤设计步骤v确定空气流经蒸发器的状态变化；确定空气流经蒸发器的状态变化；v计算循环空气量；计算循环空气量；v蒸发器结构的初步规划；蒸发器结构的初步规划；v计算空气侧干工况下对流表面传热系数；计算空气侧干工况下对流表面传热系数；v计算空气侧当量对流表面传热系数；计算空气侧当量对流表面传热系数；v计算

23、管内制冷剂蒸发时对流表面传热系数：假设管内热流密计算管内制冷剂蒸发时对流表面传热系数：假设管内热流密度，确定制冷剂质量流速，这些假设值在后面必须校核；度，确定制冷剂质量流速，这些假设值在后面必须校核；v计算蒸发器的传热系数并核算假设的管内热流密度；计算蒸发器的传热系数并核算假设的管内热流密度；v具体确定蒸发器的结构尺寸；具体确定蒸发器的结构尺寸；v制冷剂侧流动阻力核算；制冷剂侧流动阻力核算；v空气侧流动阻力核算。空气侧流动阻力核算。设计实例设计实例00000112719.51345101.3217.514.6116001340.16,1.0,CCRaCkPaCCWRaxx a1s10Ba1s1

24、0试设计一台表面式空气冷却器的蒸发器。进口空气的干球温度t，湿球温度t；管内的蒸发温度t，当地大气压力p；要求出口空气的干球温度t，湿球温度t，蒸发器的制冷量，已知进入蒸发器时的干度出口干度压缩机的润滑油用聚酯油，取2.5/m sy迎面风速u。对数平均温差法对数平均温差法1ato =27 Cdh =11h 1h 1 11ato =17.5 C0111111155.6/,40.7/,11.1 /,9/11.12)vhhhkJ kgkJ kgdg kg dg kghm,aV,am,a11计算循环空气量: q，qq与状态点 与确定空气流经蒸发器的状态变（质量流量） 根据给定的空气进出口温度和h-d图

25、可得hh化。0111113311111.6 36002802/55.640.7(1 0.0016)287.4 (27327)(1 0.0016 11.1)0.866/1013202802 0.866242722aBaakg hhhR Tdvpmkgvm htt m,aV,am,aaq（）进口状态下干空气的比体积：故循环空气的体积流量质量流量空气侧定t性温度：qq03a67 17.522.25,2Pr1.1966/,c1.005k /(),15.88 10/aCkg mJkg Km sp,aa查物性参数为：=0.7026, f100210.22.22542102 0.210.4cos3025 0

26、.866212.65fmmmmsmmdmmmmssmm fLb传热管选用 10 0.7mm的紫铜管，翅片选用的铝套片，翅片间距s。管束按正三角形叉排排列，垂直于流动方向管间距，沿流动方向管排数n。翅片为平直套片，考虑套片翻边后的管外径为:d沿气流流动方向的管间距为）蒸发器结构的初步规划及几何：参数计算1244 21.6586.6Lsmm沿气流方向套片长度:,2210.26970.27900,300,3001225V ayyeqAmmubmmHmmHs1迎风面积：所以：取蒸发器宽高垂直于气流方向的每排管子数：nbe22122222i010002()0.414841000()0.02970.444

27、510.0326710.027020.4445 0.0326713.6fbfbffffbiboAs sdmsdsmsAmdmdmAA b0bb0每米管长翅片的表面积：每米管长翅片间的管子表面积：A每米管长的总传热外表面积：AA每米管长光管的外表面积：A每米管长的内表面积：A0i060.444516.450.02702AA翅化比：0.4004,02311,1,10.00140.2618()()(Pr )55.640.7()1.005 (27 13):babap aap aao eoooadAAjchhctt max4max计算空气侧干工况下对流表面传热系数：当量对流表面传热系数：空气侧显热传热系

28、数(空气冲刷整体式翅片管束)干工况下表面传热因子由式（3-105）得：uju析湿系数， =1.567.5)1max1max0.4000.404,00()()0.5312.54.7/0.5310.00140.00140.2618()()0.00825(0.2618()()yffbfybpbabaaabussdus suum sdAAjcdAAmaxmax4max4最窄截面处空气流速：干工况下表面传热因子由式（3-105）得：uju空气侧显uj热传热系数：净面比：22360.94/()Pr )aWmK13251,2.40410.41.270.31.27 2.404 1 0.32.554(1)(1

29、0.35ln)9.7222 60.94 1.5663.33237 0.2 10tanh4)bfffobbaarbadhmmmm 对于正三角形叉排排列的平直套片管束，叉排时翅片可视为六边形，此时：故在凝露工况下的翅片效率计算空气侧当量对流表面传热系数2,()0.87950.88761.57 60.94 0.887684.92W/()ffboooo emhmhAAAmk o当量对流表面传热系数：表面效率5241013010.40.811110.80102121C () (25)()(1)Pr0.0231()()59)3481.CCCfmiigmmmiCFrC BFgx dRdxCxqBg rgFr

30、dag1TP计算管内蒸发时对流表面传热系数管内的质量 流速： ,25,2,134360011.6 3600256.3/()194(1.00.16)21.358/5.1341348 104gom rm rmmirmiiciRaqkg hr xxqqkg hZRaRadAmq 的总质量流量为： ： 每根管子的有效流通截面积为： ： 则每一根管内的质量流量每一根管内的质量流速 2102.29/()3600ricikgmsA43,0.8112304522,2121x +x134x=0.582120006.047 10102.29 194 101x()()0.084650.65x1.136,0.9,66

31、7.2,0.7,0.3102.290.0644413889.80.0 86e0Rim imgm iliRaqgrCCCCFrCCggdg o在蒸发器中的平均干度：于是:B故取：52460.80.421,21030102.29(10.58)0.00861477.9250 100.023RePr145.66/()()(25)()(2646/1)()iilliCCCllfllliWmKdC CFrCBFWmx dK020,0111010200001143.63/()116.4510.0048264684.9216.8ln43.63 16.8733.0/()6)7)8)ia eaaaaiimiAKWm

32、KrttCttttqKtWmKAqqqAq m以传热外表面面积 为基准不计R134a的阻力对蒸计算传热系数()传热温差的初步发温度的影响: t计算核算假设的2016.45 733.012058.2/()iWmKq计算表明，假设的 初值与核算值较接近，故假设有效。22000000120.9715.8335.610.9 12 443.212 40.91.1671.1671.2030935.90.9)7iiiieLiiiALmAmAmqqALmALb n nmmAAAd i蒸发器所需的表面传热面积: 蒸发器所需传热管总长：（传热管的实）确定蒸发器的结构尺寸或传热际内表面传热面积：A又管的实际总长度：

33、说明换热面积20%的计算约有的裕度。50.91,R13 a0245.986 10()8.711341210%8.71 1.19.511114823t1im ititLegL dLnbRaRkPaRRZpZaR12借助与其性能接近的R12的公式进行估算，然后予以修正。p（式中：）而在其他条件相同情况下，在管内的流动阻力比要）的流动阻力及其对传热温差的影高，故： p对于，查140页的表响蒸发温度的降低值4-4：00000000a10a10a100a100.0883 C/kPat0.0883 9.5810.846 Ctt50.8465.846 C(t -t )-(t -t )(27-5.846)-(

34、17.5-5)t =16.45t -t27-5.846ln()ln()t -t17.5-52%20%tC 则该温差比计算中所用温差约小，但实际设实际传热温差计面积裕度约，因而设计可靠。331.711max1 0.0016()120.84/1 0.001111.19/0.84p1.2 0.1107()()61.39ammammbeR Tdmkgpdkg mLuPadmm）计算空气侧的流动阻力（）叉排排列在湿工况下，由于凝结水在翅片表面上形成整体式翅片空气的平均参数：v水膜，使空气流经蒸发器时流动v空阻力气流经平翅片管束（增大，故湿工况下的），干工空气况下：流阻应在61.39 1.24746.12

35、7WpPa bb即：p其干工况下的流阻 p 的基础上乘以修正系数 ，与析湿系数 有关，可由表中：查取。冷却液体型蒸发器的设计与计算冷却液体型蒸发器的设计与计算v干式壳管式蒸发器的设计与计算干式壳管式蒸发器的设计与计算v满液式蒸发器的设计原则满液式蒸发器的设计原则干式壳管式蒸发器的设计与计算干式壳管式蒸发器的设计与计算干式壳管式蒸发器的设计与计算干式壳管式蒸发器的设计与计算1 1、确定主要参数、确定主要参数（1 1）确定制冷剂的质量流速；）确定制冷剂的质量流速；（2 2）确定制冷剂与载冷剂的相对流向；）确定制冷剂与载冷剂的相对流向；（3 3）确定制冷剂侧的流程数；）确定制冷剂侧的流程数；（4 4

36、）确定制冷剂温降；）确定制冷剂温降；（5 5）确定折流板形状及数量；）确定折流板形状及数量；（6 6）确定载冷剂侧污垢热阻；）确定载冷剂侧污垢热阻；（7 7）确定传热管形式。）确定传热管形式。22031:(),4:(1),/VbbbbibbVccccVbcquuAK DndAquuAAqmsAAic0（）：（1）：流经进、出口管接头的阻力；（2）：流经折流板缺口的阻力；（3）：与管平行流动的阻力；（4）：横掠管束的阻力。纵向流速折流板缺口中流速 横向流速壳体中心线附近的流速 =(D -n d )s 式中：载、管外载冷剂侧流动阻力冷剂体积流量，；，折流板缺口面积和四部分横向流通2;m面积，2、流

37、体流动阻力计算、流体流动阻力计算2AAA21bbb000.20015Re100Re()0.75Re()bbsddsdd2bb2ccc流经每块折流板的阻力： p =0.103 u 横掠管束的流动阻力： p =2nu 式中：阻力系数：层流时： 紊流：232()()12/kg/ilmlRllilRppppplpfNudpPaum sm 、管内制冷剂侧流动阻力：沿程阻力局部阻力，制冷剂的沿程阻力：式中：制冷剂饱和蒸汽流动时的沿程阻力，；制冷剂饱和蒸汽流动时的流速，；制冷剂饱和蒸汽的密度，；N气液两相流动时两相流动时的阻力换算系数，与制冷剂-制冷剂的种类及质量流程数；流速有关,2,4,m reeim r

38、qu dduZ dq-0.25im。摩擦阻力系数：f=0.3164ReRe =（ 可用管内径d 代替）， 式中：制冷剂的质量流量，kg/s；Z每个流程的平均管束。3、设计实例设计实例0000011000000440100 Wt14,94405,5kkCtCKCtCCtCtCtC 00设计一台与某型制冷压缩机配套用的干式壳管式蒸发器，制冷剂为R22。根据压缩机的性能曲线查得t和的制冷量为。已知：冷水进口温度冷水出口温度，最低蒸发温度t，冷凝温度，过热度过冷度。制冷剂的压焓图（制冷剂的压焓图（lg p-h图）图）lgphctsxvX=0X=1用于致冷循环的热力计算用于致冷循环的热力计算未饱和液体区

39、未饱和液体区（过冷液体）（过冷液体）湿蒸汽区域湿蒸汽区域过热蒸气区过热蒸气区（过热蒸气）（过热蒸气）冷却水冷却水压缩机压缩机蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器4215膨胀阀膨胀阀工作原理图工作原理图压缩致冷循环压缩致冷循环4215Ts12345lgph12345q2q1w0蒸气压缩致冷在蒸气压缩致冷在lg p-h图图上的表示上的表示1-2压缩机中的压缩过程压缩机中的压缩过程2-4冷凝器中的放热过程冷凝器中的放热过程4-5节流过程节流过程5-1蒸发器中的吸热过程蒸发器中的吸热过程蒸发器中吸热量蒸发器中吸热量 21514qhhhh冷凝器中放热量冷凝器中放热量 124qhh制冷系数制冷系数 消耗的循环净功消耗

40、的循环净功120hhw1251021hhhhwqlgph12345q2q1w00000011000000440100 Wt14,94405,5kkCtCKCtCCtCtCtC 00设计一台与某型制冷压缩机配套用的干式壳管式蒸发器，制冷剂为R22。根据压缩机的性能曲线查得t和的制冷量为。已知：冷水进口温度冷水出口温度，最低蒸发温度t，冷凝温度，过热度过冷度。000004245.730.651320.6532524pllplphCcthhhhchthch 循环的单位质量制冷剂的制冷量：式中：时制冷剂的饱和蒸汽的质量焓；饱和蒸汽过热吸收的热量； -过冷液的质量焓。由R22的压-焓图及相关热力性质表查

41、得=406.796kJ/kg，kJ/kg，kJ/(kg K)。406.）求制冷剂的质量流量和冷水的体积7流量96+033011115.73164.331000.6085/164.331004.777 10/()10004.187(149)pkg shmscttm,rV1制冷剂的质量流量冷水的体积流kJ/kg：qq量：B3084277691960191308532,64mm,64mm,37,mmmNZZlmmmmmmmmib1212b1传热管选取 12 1mm的铜管，管束按正三角形排列，管间距取16mm，壳体内径D，流程数，总管数，则每一流程平均管数，管长，折流板数N，折流板间距s，s，管板厚折流板厚折流板上缺口高H折流板下缺口高H上缺口2）蒸发器结构的初步规内含管数n下划缺口内含管数21201033,1919.72md(2)18.7(2)4dmmbbmBBZNAANZlNlb2c1e1en壳体中心线附近含管数n。蒸发器外侧总面积 ：有效传热面积A ：Acb2320cc180.08951:()7.16 1043)A.bcbcicu usmNADn dsmu1V1V1cbV1c1V1c计算管外水的表面传热系数（）q：计算水横向冲刷管束的换热