空冷式冷凝器设计计算

解：(1).有关温度参数及冷凝热负荷确定，有关温度的数值取冷凝温度kt=50℃，进口空气干球温度1at=35℃，出口空气干球温度2at=43℃，进出口空气温差1at-2at=8℃对数平均温差θm=2112lnakakaatttttt=10.5℃查的R134a在kt=50℃，0t=5℃是的冷凝负荷系数Co=1.31（2）.选择Ø10mm×0.5mm的紫铜管为传热管,选用的翅片厚度δf=0.15mm的波纹形整张铝制套片。取翅片节距Sf=2mm，迎风面上管中心距s1=25mm，管簇排列采用正三角形叉排。每米管长各有关的传热面积分别为af=2（s1s2-4πdb）/Sf=0.4579㎡/mab=πdb（sf-δf）/sf=0.0299㎡/mofa=af+ab=0.4878㎡/mai=πdi=0.0283㎡/m取当地大气压PB=98.07KPa，有空气热物理性质表，在空气平均温度下tm=39℃条件下，cpa=1013J/（kg·K），νa=17.5×610㎡/s，空气密度取ρa=1.1095kg/m³冷凝器所需的空气体积流量qv=)t-(tCρa1a2paakQ=0.73m³/s选取迎面风俗wy=2.5m/s,则迎风面积Ay=yvwq=0.43㎡取冷凝器迎风面宽度即有效单管长l=0.93m，则冷凝器的迎风面高度H=1sAy=0.462m迎风面上管排数N=211sH=12排（3).进行传热计算，确定所需的传热面积ofA，翅片管总长L及空气流通方向上的管排数n采用整张波纹翅片及密翅距的叉排管蔟的空气侧传热系数由式（3-10)乘以1.1再乘以1.2计算预计冷凝器在空气流通方向上的管排数n=4，则翅片宽度b=)δ()()δ)((21f1fbfbsdssds=0.0033m最窄截面风速maxw=)δ)((f11fbfsdsss=4.6m/s因为edb=26.24fRe=amaxνedw=867.4查表3-18和3-19，求得Ψ=0.15，n=0.623，c=1.152，m=-0.211，则空气侧表面系数ofα=mefdbn)(RedλcΨea×1.1×1.2=62.06W/（㎡·K）查表3-11，R134a在kt=50℃的物性集合系数B=1424.9，氟利昂在管内凝结的表面传热系数由式（3-17）计算ki=)(1555.025.025.0ttdwkiB翅片相当高度由式3-15计算＇h=dsdsdnooc11ln35.01)1(2=0.01m取铝片热导率λ=203W/(m·K)由式3-14计算翅片参数m即：fofm2=61.64由式3-13计算翅片效率f=hhmmth'')(=0.88表面效率由式3-12计算oaaaabfbff=0.892忽略个有关污垢热阻及接触热阻的影响，则twi=two=tw,将计算所得的有关各值代入3-20即)()(0ttattamwofofwkiki经整理得)39(372.0)49(75.0ttww解上式的tw=44.2℃，则R134a在管内的凝结表面传热系数)(125.025.0555.0ttdwkiBki2388*(50-twi)-0.25=1654.5取管壁与翅片见接触热阻rb=0.004㎡·K/W、空气侧尘埃垢层热阻r0=0.0001。紫铜管热导率λ=393W/（m·K），由式3-21计算冷凝器的总传热系数oofbomofiofkiorraaaak111=29.5W/(㎡·K)冷凝器的所需传热面积mkofqQA0=21.18所需有效翅片管总长aAofofL=43.41空气流通方向的管排数lNLn=3.88取整数n=4排，与计算空气侧表面传热系数是预计的空气流通方向上的管排数相符这样，冷凝器的实际有效总管长44.64m，实际传热面积为23.41，较传热计算传热面积大10.5％能满足冷负荷的传热要求。此外，冷凝器的实际迎风风速羽所取迎风风速一致（4）风机的选择计算：由于冷凝器的迎风面宽度l=0.93m、高度H=0.462m动压22'yaP=3.47Pa静压)(max108.07.1''abPde=45.4Pa风机采用电动机直接传动，则传动效率ηm=1;取风机全压效率ηfan=0.6，则电动机输入功率mfanvppqP)('''=59.3W