课程设计——换热器工艺设计.doc

课程设计说明书 设计题目：换热器工艺设计 能源与动力工程学院热能与动力专业 学生姓名： 学号 ： 指导教师 ： 完成时间 : 华中科技大学 主要设计及说明 主要结果 一：设计题目 室外侧进风温度35℃，冷凝温度50℃，过冷度5℃，室内侧进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃，蒸发温度7℃，过热度5℃，压缩机指示效率0.75. 换热器类型：冷凝器。 制冷剂：R410A。 系统制冷量：Q0=2200W。 参考书籍：《小型制冷装置设计知道》； 《制冷原理与装置》。 二：设计目标 由于系统制冷量比较小，因此所设计系统的冷凝器形式选为：空气强制流动的空冷冷凝器 三：冷凝负荷计算 根据题目提供的数据查R410a的压焓图，如下图所示， 主要设计及说明 主要结果 查的各状态点的数据： 0点：T0=7℃，P0=9.898bar，h0=427.58 (kj/kg) 1点：T1=12℃,P1=9.898bar,h1=432.21(kj/kg), V1=0.02774(m^3/kg) 2s点：T2s=75.35℃,P2s=30.4bar，h2s=475.16（kj/kg） 3点：T3=50℃,h3=292(kj/kg) 4点：T4=45℃,h4=280.21(kj/kg) 压缩机指示效率: ηi=0.75 主要设计及说明 主要结果 冷凝器热负荷Qk计算： 单位制冷量： 制冷剂质量流量： 单位理论公： 压缩机理论功率： 压缩机指示功率： 2点焓值： 冷凝负荷： 主要设计及说明 主要结果 冷凝器的初步规划及有关参数选择 管排方式采用叉排，正三角形排列。管间距，排间距，紫铜管，翅片厚度肋片间距；沿气流方向管排数n=2排；各部分单位管长面积计算如下： 单位管长肋片面积： 肋间基管表面积： 肋管外总表面积： 主要设计及说明 主要结果 肋管内表面积： 肋化系数： 五：空气进出冷凝器温差及风量 取冷凝器进出口空气温差为8℃， 即温差: ℃ 所以 ℃ 空气定性温度: ℃ 据此查的空气的各项参数为： 密度； 比热容; 运动粘度; 热导率 计算风量： 六：肋片效率及空气侧换热系数 冷凝器的空气最小流通面积与迎风面积之比： 取迎面风速，则最小流通面风速： 计算迎风面积： 翅片宽度： 当量直径： 空气雷诺数： 主要设计及说明 主要结果 流体流过整张平套片管管簇是的换热系数计算公式： 对于叉排： 适用范围： 运用公式时所需要确定的参数： 单元空气流到长径比： 比对各参数得知可以运用上公式计算该冷凝器管外表面换热系数： 所以管外表面传热系数 肋片效率确定： 对于叉排管有 肋片当量高度： 肋片特性参数： ； 其中为铝肋片热导率。 所以肋片效率： 冷凝器外表面效率： 七：管内R410A冷凝时的表面传热系数 1．根据《制冷原理与装置》附表E-3，序号四提供的蒸汽在管内冷凝时的换热系数方法，对于氟利昂在空气冷凝器中的冷凝换热，有管内冷凝换热系数： 其中和根据在附表E-3中用线性插值法查得； 2.由热量平衡关系求解管壁温度：忽略薄壁铜管热阻和管与肋片之间接触热阻，则管内外表面热量平衡关系为： 即 用试凑法当℃时，查得：；； 上式成立。因此，取管壁温度为℃。 所以，管内冷凝换热系数： 八：计算所需的传热面积 以管外面积为基准的传热系数： 其中；这里的为铜管厚度，为铝片热导率，根据《小型制冷装置设计指导》第67页表3-1提供的冷凝器中推荐选用的冷却介质侧污垢系数值取强制通风空气冷却式冷凝器尘埃垢层污垢系数，由于制冷剂侧热阻相对于空气侧为小值，可忽略。 所以换热系数： 平均温差 ℃ 所需管外传热面积及结构参数： 管外面积 ；取=12。 所需肋片管中长度 取冷凝器每列管数19根，总管数38根 单管有效长度0.60m 总有效管长为38*0.60=22.8m 裕度为7.59% 冷凝器高度 冷凝器深度 实际迎风面积 实际风速 由于实际风速与设计风速相符，所以设计合理。 九：空气流动阻力计算及风机选定 根据《制冷原理与装置》141页提供的空气流动阻力计算公式 取 该冷凝器需要风机的额定风量。 风机全压 取 施工期由于建筑材料堆放、管理不当，特别是易流失的物资如黄沙、土方等露天堆放，遇暴雨时将可能被冲刷进入水体，造成物质损失和污染水体。同时建材的散落，也易随雨水进入水体，但只要施工单位对运输、施工作业严加管理，这部分的建材流失可以尽量地减少。本项目弃土弃渣不单独设置临时堆场，开挖弃土弃渣土石料堆放量较少，堆放于道路中央，及时清运，日产日清，在加强施工物料管理的基础上，施工期物料流失对水环境的影响可降到最低水平，不会对水体造成较大影响。本项目涉水施工属于短暂