冷凝器设计计算.doc

冷凝器换热计算 第一部分：设计计算 设计计算流程图 设计计算（以HLR45S为例） 1、已知参数 换热参数： 冷凝负荷：Qk=61000W 冷凝温度：tk=50℃ 环境风温度：ta1=35℃ 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：S2＝22mm 紫铜光管外径：d0＝9.52mm 铜管厚度：δt＝0.35mm 翅片厚度：δf＝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：NB＝52排 2、计算过程 1）冷凝器的几何参数计算 翅片管外径：＝ 9.75 mm 铜管内径：＝8.82 mm 当量直径：＝3.04 mm 单位长度翅片面积：＝0.537 m2/m 单位长度翅片间管外表面积：＝0.0286 m2/m 单位长度翅片管总面积：＝0.56666 m2/m 翅片管肋化系数：＝20.46 2）空气侧换热系数 迎面风速假定：＝2.6 m/s 最窄截面处风速：＝4.5 m/s 冷凝器空气入口温度为：ta1＝35?? 取出冷凝器时的温度为：ta2＝43℃ 确定空气物性的温度为：＝39℃ 在tm＝39℃下，空气热物性： vf=17.5×10－6m2/s，λf=0.0264W/mK，ρf=1.0955kg/m3，CPa＝1.103kJ/(kg*℃) 空气侧的雷诺数： =783.7 由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气侧换热系数 =50.3 W/m2K 其中： ＝0.1852 ＝0.217 ＝0.5931 ＝-0.217 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) ×1.1×1.2＝66.41 W/m2K 对于叉排翅片管簇： ＝25.4/9.75=2.6051 =2.7681 式中：为正六边形对比距离， 翅片当量高度：＝0.01169 m =75.4 m-1 翅片效率： ＝0.802 表面效率：＝0.812 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，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℃， 冷凝温度：tk=50℃ 冷媒定性温度：tm=48.25℃ 插值得：＝19.877，＝67.68 因而： ＝2998×(tk－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： 2998×(50-tw) －0.25×3.14di（50-tw）=0.812×66.4×0.56666×（tw-35） 解方程可得：tw=46.3℃，与假设的46.5℃接近，可不必重算。 ＝2161 W/m2K （如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2） 4）传热系数和传热面积 传热系数为： 其中：ri为管内污垢热阻，ro为管外污垢热阻，rc为接触热阻 取ri=0，ro=0.0001，rc=0 计算得：ko＝32.65 W/m2K 平均传热温差为： ＝10.5 ℃ 故需要的传热面积为： ＝1178 m2 所需要翅片管总长 ＝314 m 5）确定冷凝器得结构尺寸 冷凝器长：＝2.013 m 高：＝1.321m 宽：＝0.066m 风量为：=6.893 m3/s 迎风面积为：＝2.659 m2 实际迎面风速为：=2.59 m/s 与原假设的风速相符，不再另做计算 6）阻力计算 空气侧阻力： ＝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：＝2013/1.8=1118 片 铝片重量：＝28.96 kg 铜管重量：＝28.146 kg 3、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 一、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：tk=50℃ 环境风温度：ta1=35℃ 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：NB＝52 2、校核计算过程参考设计计算过程。（略） 3、计算输出 输出参数： 冷凝负荷、出风温度、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