卧式壳管式冷凝器设计

课程设计设计题目：配用冷水机组的卧式壳管式冷凝器设计设计目标：设计一台配用冷水机组的卧式壳管式冷凝器设计参数：制冷剂：R134a额定工况蒸发温度：冷凝温度：冷却水进口温度：制冷量：传热管：每英寸19片的滚轧低肋铜管Ct40Ctk40Ctwi30kwQ3000氟利昂卧式壳管式冷凝器的设计及计算L1氟利昂卧式壳管式冷凝器的结构及设计3.1.1卧式壳管式冷凝器的整体结构图3—2为氟利昂卧式壳管式冷凝器的整体结构图3．L2卧式壳管式冷凝器的零部件及其设计(1)传热管、传热管的布置及与管板的固定方式在氟利昂卧式壳管式冷凝器户较为适宜使用的低翅片管是采用l6mmx1.5mnl和19mm×1.5mm的紫铜管坯管轧制而成，轧制后，其内径一般小于坯管内径。另一种传热管是锯齿管，系车制而成，其扭距较滚轧而成的低翅片管更密，翅片外沿开有锯齿形缺口，锯齿管内径与原坯管内径相同。低翅片管的每米管长各有关面积按下列各式计算每米管长翅顶面积(单位为／m)每米管长翅侧面积。(单位为／mda2m2m(2)壳体、管板及其连接方式卧式壳管式冷凝器的壳体及管板内侧均承受冷凝压力，为受压元件，在必要时应进行强度计算，从而确定壳体和管板的厚度。在进行强度计算时，高压侧设计压力应高于在正常运转条件下制冷剂可能达到的与最高冷凝温度相应的饱和蒸气压力。制冷剂可能达到的最高冷凝温度及相应的饱和蒸气压力按表3—6取值。当冷凝温度介于表3—6中任意两个冷凝温度之间时．冷凝压力应按相邻的较高冷凝温度确定，当冷凝温度高于65度时，则最高冷凝温度按实际可能达到的温度确定。氟利昂卧式壳管式冷凝器壳体的常用厚度为6—8mm。(3)端盖端盖多为灰口铸铁，亦可用钢板冲压焊制而成。端盖内侧的若干筋板将其分成若干水胶，两端盖的水腔应互相配合以便冷却水在管内往返流动。冷却水的进出口通常在一个端盖上，进口布置在下方，出口布置在上方，冷却水往返流动的沥程数为偶数，且一般不大于8。4)支座:小型制冷装置用卧式壳管式冷凝的支座一般采用如图3—9所示结构形式。表3—9列出不同壳体外径的冷凝器所对应的支座尺寸。支座在冷凝器中的位置可按下列要求确定：若冷凝器主体部分的长度(两管板外侧端面间的距离)为,壳体平均直径为，支座钢板厚度中线处与管板外侧的距离为s，则支座的位置应保证且。tls2.04mDstl0DmD(5)连接管卧式壳管式冷凝器的连接管包括进气接管、出液接管以及冷却水进出口接管。各连接管内径(单位为m)按下式计算id3．1．3卧式壳管式冷凝器的初步结构设计1）选取热流密度(单位为w／m2)，确定传热管总长L(单位为m)2)根据冷凝器长径比的合理范围确定流程数N、每流程管数z、有效单管长L(单位为m）及壳体内径(单位为m)列出不同流程数方案的组合表，如表3—l0所示。3.2卧式壳管式冷凝器的传热计算3.2.1氟利昂蒸气在滚轧低翅片管外表面上凝结时表面传热系数的计算iD0qiDl0k增强系数少应由下式计算管排修正系数由下式计其3．2．3冷却水在管内流动时的表面传热系数计算wi系数B是与冷却水进出口平均温度入有关的物性集合系数，可从表3—l2中取值，也可由下式近似计算3．2．4氟利昂用卧式壳管式冷凝器的传热方程及传热面积计算采用逐步逼近法解联立方程组式(3—6)和式(3—7)，即假定一个，分别计算式(3—6)和式(3—7)的，可将计其结果列表，如表3—13所示。00q当两式误差不大丁3％时，可认为符合要求，然后将试凑计算最终所得与冷凝器初步结构设计时假定的物进行比较，若误差不大于15％且计算值稍大于假定值，可认为原假定疽及初步结构设计合理，最后即可由下式计算所需的管外传热面积Ad(单位为m’)3．3冷却水在卧式壳管式冷凝器中流动时的阻力计算冷却水在卧式壳管式冷凝器中流动时的阻力(单位为Pa)0q0qp阻力系数