蒸发器换热参数及管内阻力计算

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资源描述

空气调节工程需要的空气处理量(kg/s)Ma=1.883输入进风状态的干球温度(℃)t1=35输入进风状态1的相对湿度(%)φ1=60%输入进风状态的湿球温度(℃)ts1=28.23输入进风状态1的焓值(kJ/kg)h1=91.13出风状态2的干球温度(℃)t2=22输入出风状态2的相对湿度(%)φ2=70%输入进风状态的湿球温度(℃)ts2=18.23输入出风状态2的焓值(kJ/kg)h2=51.66肋管外表面的平均状态点s的焓值(kJ/kg)hs=25.1制冷负荷(kW)Φ0=74.34空气冷却器的冷却效率η=0.60基管的排列方式正三角形基管(铜管)的导热系数(W/(m·K))λf=384输入基管(铜管)的外径(mm)d0=9.52输入基管(铜管)的壁厚(mm)δp=0.35输入基管(铜管)的内径(mm)di=8.82基管(铜管)的管中心距(㎜)s1=25.4输入基管(铜管)的垂直距(㎜)s2=22.00肋片(铝片)的导热系数(W/(m·K))λf1=204输入肋片(铝片)厚(mm)δf=0.115输入肋片节距(mm)e=2.2输入每米管长的肋片表面积(m2)Af=0.4433每米管长肋片间基管外表面积(m2)Ap=0.0283每米管长总外表面积(m2)A=0.4716每米管长总内表面积(m2)Ai=0.028基管的平均平面积(m2)A平=0.0288空气流通断面的当量直径(m)de=0.0037肋化系数τ=17.03肋通系数a=18.57净面比ε=0.592516106设蒸发器的迎面风速为(m/s)va=1.562输入最小流动截面的流速m/sv=2.64假定沿气流方向肋管的排数排N=5输入沿气流方向的肋片长(m)L=0.1100空气的比热(kJ/(kg·℃))cp=1.0输入空气的平均密度(m/s)ρ=1.1296输入空气的平均动力粘度(N·s/m2)μ=0.0000187输入空气的平均导热系数(W/m·K)λ=0.026输入空气的计算雷诺数Re=587.0一、制冷负荷及冷却效率的计算蒸发器换热参数计算三、假定计算时的蒸发器基本尺寸参数二、连续整体套片管的特性参数计算(以1米长肋片管计算)指数1n=-0.233指数2m=0.647与气流运动状况有关的系数C1=1.219与结构尺寸有关的系数C2=0.126整体肋片管外表面空气侧的放热系数(W/m2·K)αa=33.4校核管排数N、=4.7TRUE初步确定的迎风面积(m2)fa=1.067197027初步确定的总传热面积(m2)A1=99.1湿工况下的析湿系数ξ=3.037无因次1m=0.08863无因次2l=0.01197湿工况下的肋片效率ηf=0.74湿工况下的肋片管的效率ηf··b=0.757空气侧肋管外表面的当量放热系数(W/m2·K)αa·e=76.68内表面的热流密度(W/m2)ψ=12777冷凝温度(℃)tk=55.0输入假定蒸发温度为(℃)t0=12.5输入蒸发温度下的平均动力粘度(N·s/m2)μ1=0.00029输入制冷剂进入蒸发器的焓值(kJ/kg)hi=214.89输入制冷剂流出蒸发器的焓值(kJ/kg)he=409.37输入制冷剂的单位制冷能力(kJ/kg)q0=194.48制冷剂的循环量(kg/s)MR=0.382根据ψ选定制冷剂的质量流速(kg/m2·s)vm=190输入每排并联的肋管根数n=32.9442管内制冷剂的实际质量流速(kg/m2·s)vm1=149.0与制冷剂性质和蒸发温度有关的系数A=1.162输入管内制冷剂的放热系数(W/m2·K)αb=2369.3取空气侧污垢热阻(m2·K/W)Rf=0.0003输入取油膜热阻(m2·K/W)R0·i·f=0输入故:计算的传热系数为(W/m2·K)K=48.71蒸发器的高(m)H=1.0668蒸发器的宽(m)B=1.00蒸发器的长(m)L=0.110制冷剂的沸腾准则数K、=3963制冷剂的雷诺准则数Re=4532两相流动的磨擦阻力系数f=0.036查制冷剂的压焓图:制冷剂入口干度x1=0.24输入制冷剂出口干度x2=1输入制冷剂平均干度x平=0.62制冷剂平均的平均比容(m3/kg)ν平=0.032输入每个通路的弯头个数n=410弯头的局部阻力系数ζ1=1输入五、蒸发器的主要结构参数四、蒸发器的热力计算弯头的磨擦阻力系数ζ2=0.135每路肋管的直线段长度(m)l=10.00每个通路的总压力降(kPa)Δp=16.91制冷剂为饱和温度函数的系数Z=0.0925输入制冷剂压力降Δp所相应的饱和温度降(℃)Δt0=1.56平均对数传热温差(℃)△tm=15.40当顺流时所求的蒸发温度(℃)t01=11.61冷凝温度(℃)tk=55.0蒸发温度下的平均动力粘度(N·s/m2)μ11=0.00029制冷剂进入蒸发器的焓值(kJ/kg)hi1=214.89制冷剂流出蒸发器的焓值(kJ/kg)he1=409.37制冷剂的单位制冷能力(kJ/kg)q01=194.48制冷剂的循环量(kg/s)MR1=0.382根据ψ选定制冷剂的质量流速(kg/m2·s)vm1=190每排并联的肋管根数n1=32.9442管内制冷剂的实际质量流速(kg/m2·s)vm11=149.0与制冷剂性质和蒸发温度有关的系数A1=1.162管内制冷剂的放热系数(W/m2·K)αb1=2369.3取空气侧污垢热阻(m2·K/W)Rf1=0.0003输入取油膜热阻(m2·K/W)R0·i·f1=0输入故:计算的传热系数为(W/m2·K)K1=48.71蒸发器的高(m)H1=1.0668蒸发器的宽(m)B1=1.00蒸发器的长(m)L1=0.110制冷剂的沸腾准则数K、1=3963制冷剂的雷诺准则数Re1=4532磨擦阻力系数f1=0.036查制冷剂的压焓图:制冷剂入口干度x11=0.24制冷剂出口干度x21=1制冷剂平均干度x平1=0.62制冷剂平均的平均比容(m3/kg)ν平1=0.032每个通路的弯头个数n1=4弯头的局部阻力系数ζ11=1弯头的磨擦阻力系数ζ21=0.135每路肋管的直线段长度(m)l1=10.00每个通路的总压力降(kPa)Δp1=16.91制冷剂为饱和温度函数的系数Z1=0.0525则相应的饱和温度降Δt01=0.89平均对数传热温差(℃)△tm1=15.40当顺流时所求的蒸发温度(℃)t02=11.87比较t02和t01FALSE干工况下管子顺排空气侧流动阻力(Pa)△p1=10.853干工况下管子错排时的修正流动阻力(Pa)△p2=13.02湿工况下查得修正系数φ、=1.50错排时有结露工况下肋片管空气侧的流动阻力(Pa)△p=19.535备注设计要求查暖通空调附录湿空气的h-d图查暖通空调附录湿空气的h-d图平均状态点s即状态1与状态2的连线与φ=100%线的交点Φ0=Ma×(h1-h2)η=(h1-h2)/(h1-hs)空气调节用直接蒸发式空气冷却器多用10~16㎜的铜管铜管的壁厚我国多用0.75、1㎜正三角形排列(s1=2×d0+h,h取长补7~12㎜,最有利肋高h0.6~0.7d0)排与排之间基管的距离s2=s1×sin60。连续整体铝片多为平板型或波纹型,片厚0.2~0.3㎜片节距多为1.5~3㎜,蒸发温度较低时,应增大片节距Af=(s1×s2-3.14×d02/4)×2×1000/eAp=1000×3.14×d0(e-δf)/eA=Ap+AfAi=3.14×dilA平=3.14(d0+di)×1/2/1000de=2×(s1-d0)×(e-δf)/[(s1-d0)+(e-δf)]τ=A/Ai(对于空冷冷凝器τ为8~10;对于直接蒸发式空冷器为12~20a=A/fa=A/(s1×1)(每米肋管外表面积与迎风面积之比)ε=(s1-d0)(e-δf)/(s×e)(最窄流通断面积与迎风面积之比)通常取2~3m/sv=va/ε直接蒸发式空气冷却器多由4、6、8排肋管L=N×S2Re=ρ·v·de/μ蒸发器换热参数计算n=-0.28+0.08×Re/1000m=0.45+0.0066×L/deC1=1.36-0.24×Re/1000C2=0.518-2.315×10-2(L/de)+4.25×10-4(L/de)2-3×10-6(L/de)3αa=C1C2(λ/de)(L/de)nRem(此式是顺排的计算,错排乘1.1~1.15的系数)η=1-exp[αa·a·N/(cp·ρ·va)](若为真时调整va,为假则调N,使N、∝N)fa=Ma/(ρ·va)A1=fa·a·Nξ=(h1-h2)/[cp×(t1-t2)]m=[2ξαa/(λfδf)]0.5l=(1.065*s1/2-d0/2)×[1+0.805lg(1.065*s1/2/d0*2)]ηf=th(1000ml)/(1000ml)ηf·b=(ηf×Af+Ap)/Aαa·e=ξηf·bαaψ=Φ0/(A1/τ)一般t0=t2-(8~10℃)查《制冷技术》附录制冷剂的压焓图查《制冷技术》附录制冷剂的压焓图q0=he-hiMR=Φ0/q0查《制冷技术》Pg91表4-12n=MR/(3.14di2vm/4)vm1=MR/(3.14×di2×n/4)查《制冷技术》Pg86表4-8αb=A×ψ0.6vm0.2di(-0.2)一般取为0.0003~0.0001;若肋片与基管接触不严密取为0.00086m2·K/W制冷剂为氨时取0.35×10-3~0.6×10-3;为氟利昂时可以不考虑K=[1/αa·e+Rf+(R0·i·f+1/αw)×τ](-1)H=S1×nB=fa/HL=n×S2K、=4×ψ/(di×vm×g)Re=vm×di/μf=0.037×(K、/Re)0.25(适合含油在6%以下)查《制冷技术》附录制冷剂的压焓图查《制冷技术》附录制冷剂的压焓图x平=x1+x2n=N-1弯头的局部阻力系数无油时约等于0.8~1.0无油时ζ2=0.094R/di(R弯曲半径,R=s1/2)l=H×NΔp=[f×l/di+n×(ζ1+ζ2)+2(x2-x1)/x平]×vm2ν平/2查《制冷技术》Pg91表4-11Δt0=Z×Δp△tm=Φ0/(K×A1)△tm=(t2-t1)/(ln(t2-t0)/(t1-t0))平均传热温差4~7℃比较t02和t01,当两者比较相近时,计算有效△p=A(l/de)v1.7(A为表面状况系数,不平整表面0.11,精加工表面0.07)错排时比顺排时增加20%查《制冷技术》P79表4-6不同风速下的修正系数△p=φ、×△p2校核计算,以下计算同上

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