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制冷说明书题目二
制冷技术课程设计
题目:设计3HP风冷空调机组
(直接蒸发式空气冷却器)
院(系) 电力学院
班 级 06热能与动力工程(2)
学生姓名 沈超青 梁俊杰 罗彬 刘恒 任松彦 沈锐林
指导教师 刘金平 刘雪峰
2009-6-25
目 录
【设计要求】 2
【设计内容】 2
【设计过程】 2
一、制冷工况的确定: 2
(一)设计参数 2
(二)由软件上切取工况图 2
(三)由软件读取各点参数 3
(四)制冷量等的确定 3
二、蒸发器部分 5
(一)确定空气的质量流量 5
(二)确定肋片管束形式 5
(三)所需冷却效率 6
(四)计算空气侧的换热系数 6
(五)初步确定迎风面积和总传热面积 7
(六)计算传热系数 7
(七)校核蒸发温度 8
(八)空气冷却器的主要结构参数 8
(九)管内制冷剂压力降 8
(十)计算空气侧的阻力 9
三、冷凝器部分 10
(一)基本参数 10
(二)肋片管束形式 10
(三)计算空气侧的换热系数 11
(四)制冷剂侧对流换热系数 12
(五)计算与外表面为基准的风冷式冷凝器的传热系数 12
(六)校核热流密度 12
(七)规划冷凝器的结构 13
(八)风机参数计算 13
四、毛细管部分: 14
【参考文献】 14
【设计要求】
已知:采用R22制冷剂,压缩机功率为3HP,冷凝器为风冷式翅片管换热器,翅片管结构尺寸见《空气调节用制冷技术》(彦启森等编、第三版)p108(例题4-2),蒸发器为直接蒸发式空气冷却器,翅片管结构尺寸同上。蒸发器空气由干球温度25℃,相对湿度50%,冷却到干球温度12℃,相对湿度90%;冷凝器空气进口温度为33.5℃,相对湿度60%。(管内冷凝计算公式: 见《空气调节用制冷技术》(彦启森等编、第三版)p84,公式4-7)。
【设计内容】
制冷机组的冷凝器、蒸发器、计算毛细管尺寸
【设计过程】
一、制冷工况的确定:
(一)设计参数
基本循环参数如下:
压缩机功率为3HP
蒸发温度:7℃
蒸发器侧空气进口温度取:25℃
蒸发器侧空气出口温度取:12℃ (给定值)
冷凝温度:47℃
冷却空气进口温度:33.5℃ 相对湿度60% (给定值)
冷却空气出口温度取:40℃
过冷度:2℃
过热度:4℃
(二)由软件上切取工况图
使用Refrigeration utilities查询此循环的参数:
软件上模拟的循环图
(三)由软件读取各点参数
软件上切下来的参数图
读取理想循环状态下各点参数如下:
=410.1 kJ/kg;=439.0 kJ/kg; =256.4 kJ/kg。
(四)制冷量等的确定
由软件查得的数据:
单位质量制冷剂制冷能力
单位质量制冷剂在冷凝器的负荷
单位质量制冷剂的压缩机耗功
=-=27.226 kJ/kg
理论制冷系数
=5.67
因为有
假定实际制冷系数COP=3,由此可得理论压缩机功率
且有
所以得制冷剂流量
则有制冷量
采用涡旋式压缩机,属于全封闭压缩机,应用公式(4-21b)得冷凝器的热负荷
涡旋式压缩机
二、蒸发器部分
(一)确定空气的质量流量
从湿空气h-d图可查出空气初状态点1的比焓,空气终状态点2的比焓=32kJ/kg,因此,空气质量流量
(二)确定肋片管束形式
采用连续整体套片,基管外径do=8mm,壁厚δp=0.2mm的铜管;铝肋片厚 δf=0.15mm,导热系数λ=204W/(m·K);肋片节距e=2.0mm,管束为正三角形排列,管中心距s1=20mm,s2= s1·sin60°=17.32 mm,结构参数计算如下:
每米肋管长的肋片表面积
每米肋管长的肋片间基管外表面积AP
每米肋管长度总外表面积A
每米肋管长内总表面积Ai
肋化系数
肋通系数
净断面比
(三)所需冷却效率
在湿空气h-d图上,将空气初状态点与终状态点连成直线,其与相对湿度100%的交点,就是所需肋管外表面的平均状态点s,ts=10.0℃, hs=29.0kJ/kg。因此,所需冷却效率为
(四)计算空气侧的换热系数
1.设迎风速度υa=1.4m/s,则最小流动断面的速度为
2.设沿气流方向肋管的排数为N=6
3.根据公式(4-15)计算肋片外表面的换热系数
肋片空气通道的当量直径
气流方向的肋片长度
计算雷诺数
计算系数与指数
C1=1.36-0.00024·Re=1.23
n=-0.28+0.08Re/1000=-0.237
m=0.45+0.0066L/de=0.664
因此有
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