冷凝器设计计算

冷凝器换热计算第一部分：设计计算一、设计计算流程图二、设计计算（以HLR45S为例）1、巳知参数换热参数：冷凝负荷：Qk=61000W冷凝温度：々=50°CK环境风温度：灼=35C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：光管铜管水平间距：S1=25.4mm铜管竖直方向间距：&=22mm紫铜光管外径：^=9.52mm铜管厚度：3t=0.35mm翅片厚度：3f=0.115mm翅片间距：5=1.8mm冷凝器尺寸参数排数：NC=3排每排管数：Nb=52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：人=d0+25亍=9.75mm铜管内径：d=d0-5=8.82mm

当量直径：d=4A=4”i—d)Gf一")=3.04mmeqU2(S1—db)+(Sf-6f)单位长度翅片面积：f=2(SS-E2)/SX10-3=0.537m2/mf124f单位长度翅片间管外表面积：fb=%(Sf—6f)/s：10-3=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：P=匕=f=20.46f空气侧换热系数迎面风速假定：七=2.6m/s最窄截面处风速：w=SSw/(S—6)(S—d)=4.5m/smaxf1fff1b冷凝器空气入口温度为：灼=35°C取出冷凝器时的温度为：妇=43C确定空气物性的温度为：七=(七+七2)/2=39C在tm=39C下，空气热物性：*=17.5X10-6m2/s,入f=0.0264W/mK,Pf=1.0955kg/m3,Cpa=1.103kJ/(kg*C)空气侧的雷诺数：Ref=wd/v^=783.7由《制冷原理与设备》中公式(7-36)，空气侧换热系数C人ReC人Ren

―f——f

deqIdeqJ=50.3W/m2K其中:A=0.518—0.02315(匕)+0.000425(二)2—3x10-6(_L_)3=0.1852

dddeqeqeq1.36—=0.2170.24x1.36—=0.2171000n=0.45+0.0066二=0.5931

deqm=-0.28+0.08空^=-0.2171000铜管差排的修正系数为1.1,开窗片的修正系数为1.2，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）a=a，X1.1X1.2=66.41W/m^K对于叉排翅片管簇：P=二=25.4/9.75=2.6051df.__l…P'=1.27p—-0.3=2.7681l'2式中：l,l为正六边形对比距离，l=l1212翅片当量高度：h'=0.5df(p'-1)(1+0.35lnp')=0.01169m2al/m=——o=75.4m-1人5翅片效率：门f=业户=0.802表面效率：n=1—了（1—七）=0.812t3）冷媒侧换热系数冷媒在水平光管内冷凝换热系数公式为：对R22在管内冷凝C=0.683,B,ro.25如下表:021.2686.681021.03983.32020.79279.653020.51375.814020.19371.655019.81166.84

取管内壁温度为：tw=46.5°C,冷凝温度：铲50C冷媒定性温度：t=(t+七)/2tm=48.25C插值得：r0.25=19.877,B=67.68因而:a=Cra=Cr0.25B1d(七—t)1/4=2998X(t^-tw)-0.25如忽略铜管壁热阻和接触热阻，由管内外热平衡关系:2998X(50-tw)-0.25X3.14d(50-tw)=0.812X66.4X0.56666X(tw-35)解方程可得：tw=46.3C，与假设的46.5C接近，可不必重算。a.=2161W/m2K(如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2)传热系数和传热面积传热系数为：其中：r.为管内污垢热阻，r°为管外污垢热阻，七为接触热阻取r.=0，r°=0.0001，七=0计算得：ko=32.65W/m2K平均传热温差为：0=~ta^=10.5Cmlntk~ta1'k*a2故需要的传热面积为：F==1178m2k0

m所需要翅片管总长l=F=314mtft确定冷凝器得结构尺寸冷凝器长：A=—1一=2.013mNBN高：B=NS=1.321m宽：C=NCS2=0.066m风量为：V=——c—Q=6.893m3/sapaa2al迎风面积为：F=AB=2.659m2实际迎面风速为：v^=V=2.59m/s与原假设的风速相符，不再另做计算阻力计算空气侧阻力：¥=9.81A(L/d)(pw)1.7=22.7Pa其中A——考虑翅片表面粗糙度的系数，对非亲水膜取A=0.0113，对亲水膜取A=0.007铝片数量：Nf=A/S$=2013/1.8=1118片铝片重量：Gf=(ff/2+fb)x5/xlx2.7x103=28.96kg铜管重量：G=l兀(d02-d2)/4x8.89x103=28.146kg3、计算输出输出参数：冷凝器长、宽、高、翅片重量、铜管重量、肋化系数、翅片效率、翅片表面效率、单位长度翅片面积；风量、迎面风速、最大风速、空气侧阻力；空气侧换热系数、冷媒换热系数、传热系数、对数温差、传热面积、铜管长第二部分：校核计算、校核计算流程图二、计算过程1、已知参数换热参数：冷凝温度：匕=50°Ck环境风温度：灼=35C冷凝器结构参数：与设计时同。冷凝器尺寸参数冷凝器长：A=2000mm排数：NC=3排每排管数：N=52B2、校核计算过程参考