1、課程設計說明書設計題目：換熱器工藝設計能源與動力工程學院熱能與動力專業學生姓名：學號：指導教師：完成時間：華中科技大學主要設計及說明主要結果一：設計題目室外側進風溫度35C,冷凝溫度50C,過冷度5C,室內側進風干球溫度27C,濕球溫度19.5C,蒸發溫度7C,過熱度5C,壓縮機指示效率0.75.換熱器類型：冷凝器.制冷劑：R410AQ0=2200W系統制冷量：Q0=2200W參考書籍：?小型制冷裝置設計知道?；?制冷原理與裝置?.二：設計目標由于系統制冷量比擬小,因此所設計系統的冷凝器形式選為：空氣強制流動的空冷冷凝器三：冷凝負荷計算根據題目提供的數據查R410a的壓始圖,如下列圖所示,查的

2、各狀態點的數據：0點：T0=7C,P0=9.898bar,h0=427.58(kj/kg)1點:T1=12C,P1=9.898bar,h1=432.21(kj/kg),V1=0.02774(mA3/kg)2s點：T2s=75.35C,P2s=30.4bar,h2s=475.16(kj/kg)3點：T3=50C,h3=292(kj/kg)4點：T4=45C,h4=280.21(kj/kg)壓縮機指示效率：ti=0.75冷凝器熱負荷Qk計算：單位制冷量：q0=h1-h4=152(kj/kg)制冷劑質量流量：Q0qm=0.014474(kg/s)q0單位理論公：wo=h2shl=475.16-432

3、.21=42.95(kj/kg)壓縮機理論功率：P0=woxqm=0.6216583(kW)壓縮機指示功率：Pi=P0/%=0.829(kW)2點始值:h2=h1+h2sh1=432.21-475/6432.21487.4767(4/kg)i0.75冷凝負荷：Qk=(h2-h4)xqm=(487.47678-280.21)父0.014474=3.02886(kW)h2=487.4767kj/kgQk=3.02886kW主要設計及說明主要結果冷凝器的初步規劃及有關參數選擇管排方式采用叉排,正三角形排列.管間距s1=25.4mm,排間距s2=22mm,紫銅管中9.3父0.35,翅片厚度df=0.1

4、2mm肋片間距sf=1.8mm;沿氣流方向管排數n=2排；各局部單位管長面積計算如下：db=d02、f=0.0095320.00012=0.00977(m)單位管長肋片面積：21二2ff=2(s1s2-db)2(0.02540.022-0.00977)4sf41=0.5376330.0018肋間基管外表積：.f0.122fb=：db(1-)=：0.00977(1-)=0.028632613m2sf1.8肋管外總外表積：2ft=fffb=0.566256m2肋管內外表積:fi=ndi=nS00883=0.027726m2肋化系數：B=0.566265=20.42348P=20.42348fi0.

5、027726五：空氣進出冷凝器溫差及風量取冷凝器進出口空氣溫差為8c,即溫差：Ata=ta2-tai=8C所以ta2=8+35=43C空氣定性溫度：tam=Y氾=竺上丑=39C22據此查的空氣的各項參數為：密度Pm=1.0995kg/m3；比熱容Cpa=1.103kj/(kg,k);運動粘度Uam=0.0000175m2/s；熱導率31f=0.02643w/(mk)計算風量：Va=Qk=型型6=0.31219m3/sPmCpaNa1.0995父1103M8Va=30.31219m/s六：肋片效率及空氣側換熱系數冷凝器的空氣最小流通面積Am.與迎風面積Af之比：Amin(si-db)(sfBf)

6、Afs1sf(0.0254-0.00977)x(Q,QQ18-0.00012)八一房=0.5743310.0254父0.0018取迎面風速Wf=1.0m/s,那么最小流通面風速：Af1.0/,wmax=wf=1.741157m/sAmin0.574331計算迎風面積：va0.312192Ay=0.31219mywf1.0翅片寬度：L=ns2=2父0.022=0.044m當量直徑：2(s1-db)(sfBf)dea=：(、-db)+(sf-與)=2M(0.02540.00977)/(0.00180.00012)=00030339m(0.02540.00977)+(0.0020.00012)空氣雷

7、諾數：cWmaxdeq1.741157父0.0030339cRef-301.8569以0.0000175主要設計及說明主要結果流體流過整張平套片管管簇是的換熱系數計算公式：對于叉排：a=1.1上cQn(上)m“deq適用范圍.%=500104;Sf/db=0.180.35;tf=m040;L/deq=450;s1/db=25;運用公式時所需要確定的參數：Si0.0254c=2.599795db0.00977Sf0.002一=0.204708db0.00977單元空氣流到長徑比：L0.044=14.50279deq0.0030339eq比對各參數得知可以運用上公式計算該冷凝器管外外表換熱系數：A

8、=0.5180.02315L/deq+A000425(L/deq)2-3乂10九L/deq)3=0.26250.24Ref024M3018569c=A(1.36-)=0.33867x(1.36)=0.33798310001000n=0.45+0.0066L/deq=0.545718eqm-0.28+0.08ef-0.28+0.08301.8569-0.25585110001000所以管外外表傳熱系數a01.1黑0.02643黑0.337983M301.85690.545718x14.502792558510.00303392=36.85509w/(m2k)肋片效率確定:對于叉排管有P=1.27

9、PJTR3,其中P=0.0254db0.00977肋片當量高度:db_一hb(1)(10.35ln:)20.00977-0.0254(1.27-:J1-0.3-1)20.00977(10.35ln(1.270.0254J-0.3)0.00977=0.01167m肋片特性參數:12：236.855091=55.0079m；2030.00012其中%=203w/(m忖為鋁肋片熱導率所以肋片效率:th(mh)th(55.00790.011679)0.882021mh55.00790.01169冷凝器外外表效率:ffffb0.5376330.8820210.028632613八“0.887985ft0

10、.566265七：管內R410A冷凝時的外表傳熱系數1 .根據?制冷原埋與裝置?附表E-3,序號四提供的蒸汽在管內冷凝時的換熱系數方法,對于氟利昂在空氣冷凝器中的冷凝換熱,有管內冷凝換熱系數：aj=0.683rs1/4Bm(tktw)/4Md/4其中rs1/4和Bm根據tm=且上絲在附表E-3中用線性插22值法查得；2 .由熱量平衡關系求解管壁溫度：忽略薄壁銅管熱阻和管與肋片之間接觸熱阻,那么管內外外表熱量平衡關系為：aedi(tktw)=Ta0ft(tw-tam)即1/4_1/41/4_0.683rsBm(50tw)父0.00883M冗x0.00833M(50-tw)0.887985M36.

11、85509父0.566265(tw-39)用試湊法當tw=47.87C時,查得：rs1/4=19.85824；Bm=67.43644；上式成立.因此,取管壁溫度為tw=47.1C.所以,管內冷凝換熱系數：a=0.683%1/4Bm(tk-tw)74/41/4=0.683父19.85824M67.43644父(50-47.87)4M0.008832=2983.775w/(m2k)tw=47.87C八：計算所需的傳熱面積以管外面積為基準的傳熱系數:1一,f-ro1aifa.s甘中B_ft_O.566265：2_iq06644這里1/、11一一一fm0.5662650.027726HJ6f=0.00

12、035m為銅管厚度,.=203w/(mk)為鋁片熱導率,根據?小型制冷裝置設計指導?第67頁表3-1提供的冷凝器中推薦選用的冷卻介質側污垢系數值取強制通風空氣冷卻式冷凝器塵埃垢層污垢系數r=0.0001(m2.kw),由于制冷劑側熱阻相對于空氣側為小值,可忽略.冷劭介質國的再堀累敷類御/Uv*KW-J)L期/m?*K-W)聶凱通風空3海部式卷獻器空暇指原434XW1茱市生咕用水箱層aLjX1Q-s1窕整河水菊發asxio-3保處理的工業輛扉用水而良a1件禮閶求垢曇0x7XI0-J米越姓黑髭工業W部用本鼠息o.-31近晦海水看幅0.L7X10-a處理過的方水塔儲算用水脂層OLlFNltr】1后呼

13、嘉歡泰層0.OMXJO1所以換熱系數：Kof-.c.X20.4+X1.906644+0.0001+2983.77520336.86父0.89_一2.、=24.37525w/(mk)平均溫差&4ta2-ta1Atm-t_tln(tka1)tk一卜2=43-35=10.5Clm505)50-43所需管外傳熱面積及結構參數:管外面積3028.8624.3752510.5=11.837906m2;取F0=12m2.所需肋片管中長度Fof12L21.19148mft0.566265取冷凝器每列管數19根,總管數38根單管有效長度0.60m總有效管長為38*0.60=22.8m裕度為7.59%冷凝器高度H=38s1=380.0254=0.4826m冷凝器深度L=n電=20.022=0.044m實際迎風面積_2A=HL=0.48260.60=0.31369m實際風速0s=-s由于實際風速與設計風速