《制冷空调数字化设计》课件 第4章 制冷空调部件设计及分析

问题介绍论文名称:流程布置对非共沸制冷剂空冷冷凝器性能的影响(发表于《流体机械》2001,29(1):53-55)本文建立了非共沸制冷剂空冷冷凝器的分布参数模型，并以R407C为例通过计算比较了六种制冷剂流程布置的空冷冷凝器的性能的影响物理模型能量平衡传热方程物理模型制冷剂侧换热系数的计算对于单相区，根据Re数的不同分别采用Hausen﹑Gnielinski﹑Dittus-Boelter关联式对于两相区，采用文献提供的冷凝换热公式制冷剂侧管内流动时压力降的计算对于单相区根据Re数的大小选择不同的关联式对于两相区，采用文献提供的关联式DobsonM.K.etc.,Condensationinsmoothhorizontaltubes,J.HeatTransfer,Trans.ASME,1998;(1):193-213D.S.Jung,etal.,Predictionofpressuredropduringhorizontalannularflowboilingofpureandmixedrefrigerants,Int.J.HeatMassTransfer,1989:2435-2446物理模型考虑从一根管进入另一根管时，因高度差造成的压降考虑弯头处的压降，但忽略弯头与外界的热交换边界条件：空气流量、进口的温度和湿度；制冷剂流量、进口温度和压力隐含假设：风速分布均匀且只沿一个方向流动问题封闭性分析对于每一个微元，在已知冷热侧流体流量和进口状态后，利用能量平衡方程、传热方程、压降和换热关联式可以求得冷热侧流体的出口温度Δp单独计算，换热系数为温度和压力的函数，因此问题可解程序结构框图主程序boil_t（饱和温度）HP_TP（相平衡）Fugacity（逸度计算）Satu_p（饱和压力）vpt（状态方程）lama_l_mix（导热系数）PDP_TP（压降）h_Tpcond（换热系数）miul_mix（液相粘度）h_Lcond(换热系数)初始化con_cal（常数输入）klt（线性方程求解）con_mix（混合常数）h_Vcond(换热系数)流程图换热器流程结构描述初始化模拟计算输出计算结果对制冷剂侧进行逐微元计算，从入口直至出口对空气侧的每一排进行逐微元计算，从进口至出口空气侧干湿球温度的变化小于0.002℃？yesno结束访问组件库查看选定模型的详细信息单击functioninfo访问组件库组件介绍用于制冷和空调应用的往复式压缩机的压缩机模型。该模型决定了容积效率、质量流量和功率。该模型确定了将过热制冷剂冷凝到规定过冷度所需的传热表面积（或者流道长度）。该模型可用于冷凝器的设计阶段，通过指定设计入口条件来确定所需的冷凝器尺寸。该模型根据空气和制冷剂的入口状态和传热表面积确定了冷凝器的出口状态。必须提供冷凝器的尺寸和表面类型，此模型可用于指定尺寸时确定出口状态的模拟。组件介绍该模型确定了用蒸发器将两相制冷剂蒸发到规定过热度所需的传热表面积（或者流道长度）。该程序可在蒸发器的设计阶段通过指定设计入口条件来确定所需的蒸发器面积。该模型用于确定蒸发器出口空气和制冷剂状态。需要提供冷凝器的尺寸和表面类型。此模型可用于指定尺寸时确定出口状态的模拟。查看代码查看EES代码查看代码查看索引查看组件模型的索引查看索引调用语句加载指令：$LOAD‘ComponentLibrary’CallEvaporator3_CL(R$,m_dot_R,h_R_in,P_R,DELTAT_sh,V_dot_air,T_air_in,P_air,HXg$,W,H,th_tb,N_circuits:L,A_R,UA,Q_dot,h_R_out,T_air_out,DELTAP_air,f_sh)

R$制冷剂名称

m_dot_R

制冷剂流量

h_R_in

制冷剂入口比焓P_R制冷剂压力

DELTAT_sh

过热度V_dot_air

空气体积流量T_air_in

空气进气温度P_air

空气压力HXg$热交换器标识符

W热交换器宽度H热交换器高度th_tb

管壁厚度N_circuits

制冷剂并联回路

L换热器流向长度A_R传热面积UA总传热系数Q_dot

总传热率h_R_out

制冷剂出口比焓T_air_out

空气出口温度DELTAP_air

空气侧压降f_sh

过热段蒸发器面积分数inputoutputEvaporator1_CL,Evaporator2_CL&Evaporator3_CL强制对流式空气冷却型蒸发器18一般为翅片管式，并配置风机以强化空气侧的换热。最常见的是缠绕圆翅片和平直大套片。此类蒸发器广泛用于间冷式冰箱的冷冻室、家用空调器、库房速冻室的冷风机及除湿机。缠绕圆翅片平直大套片ε-NTU19对于逆流换热器

计算流程/02Reference:HeatTransfer,NellisandKlein,2009,CambridgeUniversityPress,section8.5Procedureevaporator1_cl21

callcomp1_unit_check

callerror(‘Evaporator1_CLexpectstheinletrefrigerantstatetobesaturated’)

callerror(‘Thedegreesofsuperheatingmustbe>=0’)callevaporator1_si

YESYESNONO适用条件：两相

过热与空气换热已知：空气侧的换热系数制冷剂侧饱和阶段和过热阶段的换热系数输出：换热面积Subprogramevaporator1_si22

Procedureevaporator2_cl23

callcomp1_unit_check

callerror(‘Evaporator2_CLexpectstheinletrefrigerantstatetobesaturated’)callevaporator1_si

YESNO适用条件：两相

两相/过热与空气换热已知：空气侧的换热系数制冷剂侧饱和阶段和过热阶段的换热系数输出：制冷剂和空气的出口状态Subprogramevaporator2_si24

NOYESNOYES

NO

YESYESNO正割法求根dummyvalue

Procedureevaporator3_cl25callerror(‘Thedegreesofsuperheatingmustbe>=0inEvaporator3_CL’)callevaporator3_si

YESNO

callcomp1_unit_check

callerror(‘Evaporator3_CLexpectstheinletrefrigerantstatetobesaturated’)

NO

callerror('Evaporator3_CLexpectstheairtemperaturetobehigherthanthesaturationtemperature')NOYES适用条件：两相

过热与空气换热已知：入口条件计算：(CompactHXsurfacelibrary)空气侧换热系数制冷剂饱和阶段换热系数过热阶段换热系数输出：换热面积Subprogramevaporator3_si26

procedures27GeometryProcedureCHX_geom_finned_tube(TypeHX$:D_o,fin_pitch,D_h,fn_thk,sigma,alpha,A_fin\A)

——适用于翅片圆管和扁管CoefficientofHeatTransferProcedureCHX_h_finned_tube(TypeHX$,m_dot,A_fr,Fluid$,T,P:h) ——空气侧换热系数的计算ProcedurePipeFlow(Fluid$,T,P,m_dot,D,L,RelRough:h_T,h_H,DELTAP,Nusselt_T,f,Re) ——制冷剂侧过热阶段换热系数计算FunctionFlow_Boiling_avg(Fluid$,T_sat,G,d,x_1,x_2,