制冷原理課程設(shè)計(jì)最終版

1、制冷原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 20KW冷卻空氣的表面式蒸發(fā)器設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 熱能xx-0x 姓 名： xxx 河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程系2015.7目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1二、設(shè)計(jì)計(jì)算22.1選定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)22.2蒸發(fā)器的尺寸參數(shù)22.3蒸發(fā)器的幾何參數(shù)計(jì)算22.4確定空氣在蒸發(fā)器內(nèi)的狀態(tài)變化過程22.5空氣側(cè)換熱系數(shù)計(jì)算32.6冷媒側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算 52.7確定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)尺寸82.8阻力計(jì)算8三、參考書9一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一臺(tái)冷卻空氣的表面式蒸發(fā)器。室內(nèi)回風(fēng)干球溫度=26 ，濕球溫度=20；蒸發(fā)器送風(fēng)干球溫度=21，濕球溫度=17.8；管內(nèi)R22的蒸

2、發(fā)溫度=6；蒸發(fā)器負(fù)荷=20KW。制冷工質(zhì)R22質(zhì)量流速g=140 kg/(m2s)。所采用銅管的直徑厚度，銅管排列方式，銅管水平方向間距和豎直方向間距均與教材205頁例題中條件一致。沿空氣流動(dòng)方向管排數(shù)NC=3排，每排管數(shù)NB=32。 要求：最后連同封面和設(shè)計(jì)任務(wù)書，加上自己做的設(shè)計(jì)說明書，一起打印。另用CAD軟件畫圖，畫出設(shè)計(jì)的表面式蒸發(fā)器的正視圖和側(cè)視圖。二、設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)： 純銅光管外徑,鋼管厚度；翅片選用鋁套片，厚度，翅片間距；銅管排列方式為正三角形叉排；翅片形式為開窗，翅片用親水膜處理；銅管水平方向間距，銅管豎直方向間距。（2） 蒸發(fā)器的尺寸參數(shù)：沿流動(dòng)方向管

3、排數(shù)排，每排管數(shù)NB=32。（3） 蒸發(fā)器的幾何參數(shù)計(jì)算：翅片為平直套片，套片后的管外徑：，銅管內(nèi)徑：當(dāng)量直徑：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度翅片面積：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度翅片間管外表面積：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度翅片管總面積：翅片管肋化系數(shù)：（4） 確定空氣在蒸發(fā)器內(nèi)的狀態(tài)變化過程：根據(jù)給定的空氣進(jìn)出口溫度由濕空氣的焓濕圖可得進(jìn)風(fēng)點(diǎn)：，；出風(fēng)點(diǎn)：，。 在濕空氣焓濕圖上連接狀態(tài)點(diǎn)1和2，并延長(zhǎng)與飽和空氣線相交與飽和點(diǎn)4，示意圖如下圖所示。該點(diǎn)的參數(shù)是：，。在蒸發(fā)器中空氣的平均比焓： 在焓濕圖上按過程線與平均比焓點(diǎn)線的交點(diǎn)讀得：。析濕系數(shù)可由下式確定，即： (5) 空氣側(cè)換熱系數(shù)計(jì)算：假定迎面風(fēng)速 1）空氣的物性。已知蒸發(fā)器空氣入口干球溫度為空

4、氣出口干球溫度可確定空氣物性的平均溫度為： 空氣在下的熱物性為： 。 2）最窄截面處空氣流速。 3）空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?？諝鈧?cè)的雷諾數(shù)為： 由式推得空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 其中C因?yàn)?代入上式得:C=0.220 n=0.45+0.0066,m=-0.28+0.08 -0.2228 則： 銅管叉排的修正系數(shù)為1.1，開窗片的修正系數(shù)為1.3，則空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為： 4）空氣側(cè)當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。對(duì)于叉排翅片管簇，有： 2.6051計(jì)算等效半徑: 2.7681式中，A，B分別為六角形長(zhǎng)對(duì)邊距離與短對(duì)邊的距離，正六角形時(shí)，A=B。由計(jì)算翅片效率：計(jì)算翅片當(dāng)量高度： 則翅片效率：0.7744表面效率：0

5、.786空氣側(cè)當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為:(6) 冷媒側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算 設(shè)R22進(jìn)入蒸發(fā)器的干度 ，出口蒸發(fā)器時(shí)，汽化熱r=206kJ/kg，則R22的總流量為： R22的總流通截面積：每根管子的有效流通截面積：蒸發(fā)器得分路數(shù)： ，取Z=14 每一路的R22流量： R22在管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可參照并考慮到管內(nèi)蒸發(fā)壓力變化后的修正式為: 式中，為制冷劑臨界壓力。 如果是螺紋管，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)則需乘以系數(shù)1.2。 由于R22與潤(rùn)滑油相互溶解，可忽略管內(nèi)側(cè)污垢。取翅片測(cè)污垢熱絕熱系數(shù)為0.001()/w,翅片與管壁間接觸熱絕緣系數(shù)之和為2.5。得肋側(cè)總表面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)為： 外表面的熱流量： 需要的

6、傳熱面積為: 需要的總管路長(zhǎng)為： R22在管內(nèi)蒸發(fā)的阻力為： 不同的制冷劑的最優(yōu)流動(dòng)阻力可按表6-13取值。制冷劑蒸發(fā)溫度/管內(nèi)徑/mmR2257.010.3330.5713.5210.7415.9970.8818.0170.999.011.5750.6315.1250.8317.8870.9820.1601.10R134a7.09.5790.7912.7661.0515.1341.2417.0521.409.010.7130.8814.2911.1816.9051.3919.0721.57R410a7.010.8560.3614.4630.4817.1090.5719.2580.649.012.1450.4116.1930.5419.1630.6421.5750.72R22在管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)溫度的降低值： 式中，為蒸發(fā)溫度為-1時(shí)蒸發(fā)溫度隨蒸發(fā)壓力的變化率。經(jīng)過計(jì)算可得:0.0631/Pa于是 故實(shí)際傳熱溫差為： 又采用迭代法解上式可得：因此外表面熱流密度：冷媒側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：傳熱系數(shù)： 工質(zhì)壓降： 蒸發(fā)溫度下降值： 實(shí)際的傳熱溫差為： 所需要的傳熱面積 實(shí)際所需要翅片管總長(zhǎng)為： （7）確定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)尺寸：蒸發(fā)器長(zhǎng)： 高： 寬： 風(fēng)量為： 迎風(fēng)面積為：實(shí)際迎面風(fēng)速為:與原假設(shè)的風(fēng)速相符，不在另作計(jì)算。(8) 阻力計(jì)算：空氣側(cè)阻力： 式中，為考慮翅