冷風(fēng)機(jī)的三維設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！本論文主要介紹了冷風(fēng)機(jī)的應(yīng)用及其設(shè)計(jì)方法，開篇介紹了冷風(fēng)機(jī)的應(yīng)用及其發(fā)展情況，闡述了冷風(fēng)機(jī)的基本工作原理，構(gòu)造，特點(diǎn)，以及冷風(fēng)機(jī)所特有的一些優(yōu)缺點(diǎn)，討論了三維設(shè)計(jì)方法的產(chǎn)生、發(fā)展及其在冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。簡要地介紹了冷風(fēng)機(jī)的主要選型方法，給出了本課題需要完成的任務(wù)。之后介紹了冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)內(nèi)容，給出了冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算和校核的具體步驟，并針對一個(gè)特定的工況進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，最后Pro/E并以舉例說明了Pro/E三維繪圖的基本步驟，并最終繪制出冷風(fēng)機(jī)的三維圖形。通過這個(gè)設(shè)計(jì)過程可以看出，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比較，三維設(shè)計(jì)直觀方便，大大減輕了手工設(shè)計(jì)時(shí)的工作量和出錯(cuò)率，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。IThispapermainlyintroducedtheapplicationofaircooleranditsdesignmethod,atthebeginningofthepaper,itintroducedtheapplicationofaircooleranditsdevelopment,includingitsbasicprinciple,structure,characteristic,andsomepeculiaradvantagesanddisadvantages.Thearticlediscussedtheproduction,developmentofthe3ddesignmethodanditsapplicationintheaircoolerdesign.Thepaperbrieflyintroducedthemainmethodtoselecttheaircooler,andgivethetaskthatneedstobefinishedofthesubject.Thenitintroducedtherelatedknowledgeonthedesigncalculationoftheaircooler,andgavethespecificstepsoftheaircoolerdesigncalculationandcheck,anddesigncalculationandcheckforaspecificoperation,atlastthepaperbrieflyintroducedsomecommonused3ddesignsoftware,andmainlydescribedthecharacteristics,developmentandtheABCknowledgeofthePro/E,andillustratethebasicstepsofPro/E3ddrawing.Accordingtothisdesignprocess,wecanseecomparedtotraditionaldesignmethods,3ddesignismoreintuitiveandconvenient,itlargelyreducedtheworkloadanderrorrateinmanualdesign,savedthedesigntimeandimprovedtheefficiencyandaccuracyofthedesign.Keywords:aircooler;3ddesign;thePro/EmappingII冷風(fēng)機(jī)是一種很常見的制冷裝置，從它出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，最初的冷風(fēng)機(jī)主要是用于石油化工行業(yè)的空氣冷卻裝置，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于社會生活的各個(gè)方面。冷風(fēng)機(jī)是通過機(jī)內(nèi)壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥及蒸發(fā)器中制冷劑的循環(huán)來產(chǎn)生冷量，通過蒸發(fā)器內(nèi)低溫制冷劑與空氣間的熱交換將冷量傳遞給給空氣，使空氣溫度下降，并通過風(fēng)機(jī)將冷空氣吹入需要制冷的地方。由冷風(fēng)機(jī)的制冷原理不難看出，冷風(fēng)機(jī)具有許多諸[1]如空調(diào)等其它制冷設(shè)備所不具有的優(yōu)良性能，比如，可以節(jié)省工業(yè)用水，減少污染，適用于需要通風(fēng)保鮮的場合，尤其是食品儲存方面，這也使得它在許多領(lǐng)域具有不可或缺的低位。冷風(fēng)機(jī)主要用于食品行業(yè)中的肉食、家禽、水產(chǎn)品、果蔬、蛋奶、冷飲制品的冷卻加工和冷凍儲藏，啤酒、白酒等各種酒類和各種飲料的冷卻冷藏，另外還能滿足化工、制藥行業(yè)、機(jī)械、電子、水電等行業(yè)工藝性冷卻加工原料和場所的冷卻需要，可以說它存在于社會生活的各個(gè)領(lǐng)域中。由于冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)對其運(yùn)行的安全性和運(yùn)行效率的影響都很大，而冷風(fēng)機(jī)的制冷劑在循環(huán)過程中不斷發(fā)生相變，使得其整個(gè)制冷循環(huán)的各項(xiàng)參數(shù)變動較大。使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難快速、準(zhǔn)確的確定出符合要求設(shè)計(jì)參數(shù)，這就必然會增長設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)成而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的深入發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。尤其是近幾年來，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)由二維逐漸向三位發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)可以完整的模擬出我們想要設(shè)計(jì)的東西，包括外形、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等多方面，可以模擬出接近真實(shí)的場景尺度模型，制作出幾乎可以以假亂真的工程、實(shí)物效果圖，同時(shí)利用動畫技術(shù)模擬出運(yùn)行的動態(tài)過程，能夠更直觀的看到設(shè)計(jì)的最終效果。[3]這些手段可以大大的提高設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)速度，降低設(shè)計(jì)投入?；谝陨蟽牲c(diǎn)，隨著三維設(shè)計(jì)軟件的不斷成熟，冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)也逐步步入三位參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)代，即冷風(fēng)機(jī)的三維設(shè)計(jì)，三維軟件的使用使得制冷循環(huán)的設(shè)計(jì)更加直觀，大大增加了設(shè)計(jì)的精確度，降低了工作量提高了工作質(zhì)量。1冷風(fēng)機(jī)作為生產(chǎn)生活中重要的制冷設(shè)備之一，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好、占用面積少、節(jié)省材料、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。冷風(fēng)機(jī)的性能好壞直接影響到整個(gè)制冷系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，而它的性能是由其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行工況所決定的。作為工程設(shè)計(jì)人員，在了解冷風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提條件下，必需正確掌握冷風(fēng)機(jī)選型方法，以滿足工程設(shè)計(jì)使用要求。關(guān)于選型問題，需要注意一下幾點(diǎn)[4-6]1.了解冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)：冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱工計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定管主要包括確定風(fēng)量、換熱面積、蒸發(fā)溫度以及換熱溫差，以及不同運(yùn)行工況下的冷量等。工程設(shè)計(jì)中，由于廠家生產(chǎn)的冷風(fēng)機(jī)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)固定，因此我們只需對其熱工計(jì)算校對，確保能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.并與其傳熱系數(shù)成正比。同時(shí)，在某一蒸發(fā)溫度下，由于冷風(fēng)機(jī)蒸發(fā)盤管每通路的內(nèi)徑、管長是受壓降限制的，冷風(fēng)機(jī)的制冷能力是有上下限的，選擇時(shí)必須校核所需冷量是否在允許的范圍內(nèi)，特別是在較低溫度環(huán)境更應(yīng)注意。3.溫差的選擇：溫差是冷風(fēng)機(jī)熱交換的動力，長采用對數(shù)平均溫差。溫差大，熱交換傳熱系數(shù)的變化就不明顯了。既要考慮提高制冷劑效率、節(jié)省能源，又要考慮降低投資、減低運(yùn)行費(fèi)用，需要通過一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析予以確定。4.結(jié)霜工況：當(dāng)冷風(fēng)機(jī)在0℃及其以上條件工作，冷風(fēng)機(jī)蒸發(fā)盤管外表面因析濕而引起熱、質(zhì)交換，使傳熱系數(shù)增加。當(dāng)冷風(fēng)機(jī)在0℃及其以下條件工作，蒸發(fā)盤管外表面發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。并隨著時(shí)間推移，霜層的不斷增厚，霜的密度和導(dǎo)熱系數(shù)在結(jié)霜過程中不斷變化。當(dāng)空氣溫度和霜層厚度一定時(shí)，翅片溫度的變化隨相對濕度的增大而增大；相對濕度一定時(shí)，霜層越厚，翅片溫度的變化所受的影響越小。翅片效率與霜層厚度有關(guān)，與相對濕度無關(guān)，霜層越厚，翅片效率越高，但霜層越厚，制冷量越小。因此考慮到結(jié)霜工況，應(yīng)設(shè)計(jì)成變片距，這樣可以延長冷風(fēng)機(jī)的除霜周期，節(jié)約能源，因?yàn)槔滹L(fēng)機(jī)的結(jié)霜厚度沿風(fēng)向是逐漸減薄的。同時(shí)，翅片片距的選中，考慮結(jié)霜工況運(yùn)行，片距應(yīng)取大一些。5.冷風(fēng)機(jī)所配風(fēng)機(jī)風(fēng)量的校核：冷風(fēng)機(jī)所配風(fēng)機(jī)是按其標(biāo)準(zhǔn)工況下的風(fēng)量、風(fēng)壓來選配的。只有風(fēng)機(jī)運(yùn)行在這樣的工況下，才能使冷風(fēng)機(jī)發(fā)揮其設(shè)計(jì)性能。因此當(dāng)選用冷風(fēng)機(jī)2時(shí)，除了確定冷卻面積外，還要校核所需風(fēng)量、風(fēng)壓。這里的關(guān)鍵是確定空氣在流程中所遇的阻力，如果標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量與所需風(fēng)量吻合，而實(shí)際阻力大于風(fēng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)全風(fēng)壓，如何差別較大，將導(dǎo)致風(fēng)量聚減，冷風(fēng)機(jī)冷卻性能惡化，這時(shí)要考慮替換原冷風(fēng)機(jī)所配風(fēng)機(jī)，使其全壓在保證風(fēng)量的前提下克服空調(diào)器的沿程阻力，因此一定要認(rèn)真處理好這一問題。這個(gè)問題處理不當(dāng)，是許多凍結(jié)間達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的根本原因。設(shè)計(jì)時(shí)按噸位配冷卻面積及配風(fēng)量是純經(jīng)驗(yàn)的東西，計(jì)算沿程阻力盡可能準(zhǔn)確時(shí)，一定不要丟掉任何局部阻力項(xiàng)，這也是選風(fēng)機(jī)時(shí)易被忽視的一個(gè)問題[7]?？傊こ淘O(shè)計(jì)選型人員應(yīng)盡可能的了解冷風(fēng)機(jī)的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)，充分分析考慮影響冷風(fēng)機(jī)性能的因素及需要注意的一些問題，盡可能選用新型高效節(jié)能產(chǎn)品，并進(jìn)行熱工校核計(jì)算，而不僅僅是憑借經(jīng)驗(yàn)選型。1.3.1冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的新發(fā)展自從上個(gè)世紀(jì)30年代空氣冷卻裝置在國外首次投入工業(yè)使用以來，在石油化工及冶金工業(yè)中得到迅速應(yīng)用，我國也于1963年開始對空氣冷卻裝置進(jìn)行研究，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，空氣冷卻裝置已有最初的單純的大型工業(yè)應(yīng)用拓展到各個(gè)領(lǐng)域的廣泛使用。冷風(fēng)機(jī)發(fā)展到今天，其設(shè)計(jì)已經(jīng)處于成熟階段，當(dāng)前對冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的研究主要有對其制冷循環(huán)的改進(jìn)、低溫冷風(fēng)機(jī)結(jié)霜融霜特性的研究和改進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化、舒適性的改進(jìn)和適用范圍的拓寬等傳統(tǒng)的研究領(lǐng)域；以及與現(xiàn)代控制技術(shù)相結(jié)合對其自動控制的研究等比如，通過建立模型、進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)得到最佳的循環(huán)回路設(shè)計(jì)方式；開發(fā)形式多樣的融霜技術(shù)；使用變頻節(jié)能技術(shù)；采用自動化的除霜控制技術(shù)等。在具體的工藝與設(shè)計(jì)上主要是采用變片距，或整體熱浸鋅工藝，使鋼管和翅片緊密接觸，管片形成一體，以提高傳熱效率，并增強(qiáng)防腐性能，增長產(chǎn)品使用壽命；使用先進(jìn)的軸流風(fēng)機(jī)，并進(jìn)行CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)，拓寬風(fēng)機(jī)的高效運(yùn)行區(qū)，以節(jié)省能耗，延長使用壽命，并降低噪音，提高效率，增大通風(fēng)量和壓力；開發(fā)多種結(jié)構(gòu)形式的冷風(fēng)機(jī)和管組，以適用不同場合的應(yīng)用；采用變片距優(yōu)化組裝的方式，以減少風(fēng)阻，增強(qiáng)傳熱效果；等等。1.3.2冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法的新發(fā)展由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上的諸多不便，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的迅速發(fā)展，二3當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法正從二維進(jìn)入三維時(shí)代，三維設(shè)計(jì)軟件可以為我們提供一種直觀快捷的設(shè)計(jì)途徑。但是由于三維設(shè)計(jì)軟件在制冷行業(yè)的應(yīng)用時(shí)間尚短，雖然有諸如autoCAD、Pro/E、Solidworks、UG等大量的三維設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)中得到使用，但是還缺乏專業(yè)的制圖工具。因此當(dāng)前冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法上的研究，集中于對上述軟件進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)出相關(guān)的專用軟件程序，使得設(shè)計(jì)趨于參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化，變得更加簡單準(zhǔn)確：只需根據(jù)循環(huán)參數(shù)計(jì)算出相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，然后通過人機(jī)對話框確定圖形的主要尺寸，源程序即可邊計(jì)算圖形的尺寸邊調(diào)用相關(guān)軟件的繪圖指令進(jìn)行圖形繪制，生成相應(yīng)的圖形；同時(shí)，若要改變圖形的形狀，可以使用對話框重新輸入一組數(shù)據(jù)重畫即可。這樣只要有初始的設(shè)計(jì)要求參數(shù)，就能快速繪制出滿足要求的圖形，這既可避免重復(fù)的勞動、提高工作效率和繪圖質(zhì)量，游冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)趨于成熟，但是還存在著一些亟待解決的問題。比如，冷風(fēng)機(jī)風(fēng)量的測試和計(jì)算手段尚不完善，生產(chǎn)廠家都沒有完整的測試數(shù)據(jù)；隨著能源的日益緊張，冷風(fēng)機(jī)的節(jié)能優(yōu)化問題也亟待解決；目前針對冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行的二次開發(fā)，所開發(fā)出來的軟件都屬于個(gè)人或者單一方面的設(shè)計(jì)，沒有標(biāo)準(zhǔn)化的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件；等等。通過對文獻(xiàn)的閱讀和分析，可以清楚的了解到冷風(fēng)機(jī)的制冷原理及設(shè)計(jì)思路和方法，以及三維設(shè)計(jì)方法在冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和發(fā)展。對于冷風(fēng)機(jī)的三維設(shè)計(jì)，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相關(guān)的熱力計(jì)算并依據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件pro/e對冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。本課題主要的任務(wù)是，以pro/engineer軟件為平臺，進(jìn)行冷風(fēng)機(jī)三維設(shè)計(jì)。建立了合理的裝配計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了不見得自動裝配、約束識別及裝配干涉分析。4第二章冷空氣參數(shù)計(jì)算人工制冷是指借助于制冷裝置，以消耗機(jī)械能或電磁能、熱能、太陽能的呢過形式的能量為代價(jià)，把熱量從低溫系統(tǒng)向高溫系統(tǒng)轉(zhuǎn)移而得到低溫，并維持這個(gè)低溫。目前常用的制冷方式有蒸汽壓縮式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸附式制冷、電熱制冷、磁制冷、渦流管制冷和熱聲制冷等，其中最為常用的是蒸汽壓縮式制冷。蒸汽壓縮式制冷是利用氣體的節(jié)流效應(yīng)，通過絕熱膨脹來制冷的。蒸汽壓縮式制冷由分為單機(jī)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和多級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)及其許多發(fā)展形式，這里為了研究方便，采用最簡單的單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)。單機(jī)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四大部件組成，如下圖所示。對制冷劑蒸汽只進(jìn)行一次壓縮，故稱為單機(jī)蒸汽壓縮。[7-8]圖1-1制冷系統(tǒng)原理圖整個(gè)循環(huán)過程主要由壓縮過程、冷凝過程、節(jié)流過程以及蒸發(fā)過程四個(gè)過程組成，每個(gè)過程在不同的部件中完成，制冷劑在每個(gè)過程中的狀態(tài)又各不相同。對于冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，要對循環(huán)的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并主要關(guān)注與蒸發(fā)器相5在冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)過程中,首先要根據(jù)所給條件計(jì)算出冷空氣參數(shù),冷空氣參數(shù)是冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù)，其計(jì)算結(jié)果直接影響冷風(fēng)機(jī)的選型和設(shè)計(jì)，因此其計(jì)算要求較高的精度，具有重要的意義。冷空氣計(jì)算主要是依據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式和查表所得進(jìn)行的。計(jì)算的內(nèi)容可大概分為回風(fēng)參數(shù)和送風(fēng)參數(shù)，回風(fēng)參數(shù)是冷風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器的進(jìn)口空氣參數(shù)，送風(fēng)參數(shù)是冷風(fēng)機(jī)的出口空氣參數(shù)也即要進(jìn)入室內(nèi)的空氣參數(shù)；計(jì)算主要涉及冷空氣的焓值、含濕量、密度、粘度、飽和蒸汽壓等?；仫L(fēng)溫度：273.15送風(fēng)溫度：270.152.水蒸氣飽和壓力：PTTTT)5.028400)TPTb0其中，P：水蒸氣飽和壓力Pb6T0622da：大氣壓力：相對濕度Pb：水蒸氣飽和壓力PaPbaT其中，ρ：空氣密度：大氣壓力Pb：水蒸氣飽和壓力：相對濕度Pa代入數(shù)據(jù)得：回風(fēng)溫度下的空氣密度：1.29kg/T0.77：絕對零度T0代入數(shù)據(jù)得：回風(fēng)動力粘度：105s送風(fēng)動力粘度：105s7.運(yùn)動粘度：/s/spp送風(fēng)定壓比熱容：1.008406308kJ/(kg℃)送風(fēng)導(dǎo)熱率：0.024174W/(m℃)03222kJ/(kg℃)28帶入數(shù)據(jù)有m3/h冷空氣參數(shù)的計(jì)算是冷風(fēng)機(jī)的依據(jù)，在對制冷循環(huán)計(jì)算的基礎(chǔ)上通過相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出冷空氣的各項(xiàng)參數(shù)，通過這些參數(shù)可以大概確定蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。表2-1制冷循環(huán)計(jì)算匯總表9蒸發(fā)器是冷風(fēng)機(jī)的核心部件，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰吸熱，熱量通過管壁由管外空氣傳入制冷劑循環(huán)，再由風(fēng)機(jī)將冷空氣吹出而獲得冷風(fēng)。蒸發(fā)器設(shè)計(jì)的好壞與否直接關(guān)系著冷風(fēng)機(jī)的性能，蒸發(fā)器設(shè)計(jì)中要考慮到制冷劑的流量、空氣量、蒸發(fā)溫度等及由這些因素產(chǎn)生的風(fēng)阻、結(jié)霜等問題。本章進(jìn)行蒸發(fā)器的初步計(jì)算，即蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)及翅片形式的初步計(jì)算。蒸發(fā)器擬采用純銅管和鋁片組成的套片管干式蒸發(fā)器。套片管廣泛應(yīng)用于氟利昂制冷機(jī)的換熱器上，其結(jié)構(gòu)形式如下圖，即在整張的鋁片或銅片上（這里采其中沖壓出來的圓孔有翻邊，起作用是增大肋片與換熱管的接觸面積，并保持一定的肋片肋片的時(shí)候，為了保證鋁片與換熱管之間的緊密接觸，一般采用10~10MPa的優(yōu)雅或誰呀脹管，或用帶鋼珠的推桿壓入館管內(nèi)，利用鋼珠與圓管內(nèi)徑的過盈度來機(jī)械脹管，后者脹管均勻，接觸熱阻小，且可以省去管內(nèi)清洗和干燥的麻煩，因而，這里采用后者。干式蒸發(fā)器具有許多優(yōu)點(diǎn)1）當(dāng)使用與潤滑油互溶的制冷劑R22、R11等時(shí)，只[10]要管內(nèi)制冷劑的流速大于4m/s2只為管內(nèi)容積的40%左右，約為滿液式蒸發(fā)器的1/3~1/2）對于載冷劑為水的蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度在0℃附近時(shí)，不致發(fā)生凍結(jié)事故，而且載冷劑在管外，冷量損失少。（4）可以使用熱力膨脹閥工業(yè)，比使用浮球閥簡單可靠。3.11蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的初步假定管內(nèi)徑：管道排列方式：正三角形排列管排數(shù)：管間距：3.12蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的初步計(jì)算ffff：翅片厚度δf3442.55504811mSAD2π213142222.22個(gè)4.5mm2δ)Af22：翅片厚度n'：每米管子上肋片數(shù)δfm代入數(shù)據(jù)有：100.26m27.肋片表面積：帶入數(shù)據(jù)有：100.2621.724m2132m9.2本章的主要目的是根據(jù)上一章所算參數(shù)確定蒸發(fā)器的基本形式基本參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出與蒸發(fā)器、翅片相關(guān)的各個(gè)參數(shù)，為下一章?lián)Q熱系數(shù)的計(jì)算提供依據(jù)。表3-1蒸發(fā)器初步設(shè)計(jì)計(jì)算匯總表第四章蒸發(fā)器換熱相關(guān)計(jì)算及校核蒸發(fā)器與冷凝器是制冷系統(tǒng)中的重要換熱設(shè)備，兩者的流動和傳熱特性對整個(gè)制冷系統(tǒng)的性能指標(biāo)有重大影響。這些換熱設(shè)備中包含有導(dǎo)熱、對流換熱、相變傳熱等多種傳熱方式。在制冷系統(tǒng)中使用的換熱設(shè)備，其形式主要是間壁式換熱器，即冷、熱流體通過固體壁面進(jìn)行熱量交換的換熱器（這里所涉及的蒸發(fā)器即單層圓管的換熱過程。圓管兩側(cè)分別是熱流體和冷流體，冷熱流體通過圓管壁實(shí)現(xiàn)熱量交換。這樣一個(gè)傳3在本文設(shè)計(jì)中，高溫側(cè)隨著溫度的降低可能會有小水滴析出甚至產(chǎn)生霜層而變?yōu)橄嘧儌鳠幔蜏貍?cè)則為有相變的換熱過程，因此這三個(gè)過程要使用不同的公所以，在換熱器表面形成污垢后，使換熱器的實(shí)際換熱量減小，削弱了換熱器的實(shí)際換熱能力。因此，在換熱器的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮污垢的影響。但是，換熱器表面上污垢的種類、成分及其性質(zhì)與換熱器使用條件及工質(zhì)本身特性有關(guān)，很難得到理論分析結(jié)果。目前的設(shè)此外，由于管外換熱溫度已經(jīng)低于冷空氣的露點(diǎn)溫度，因此冷卻過程中會有小水滴析ξ表示熱濕交換中全熱量與顯熱量的比值，它表示因濕交換而增大了的換熱量。換句話說，濕冷卻時(shí)的全熱量就等于干冷卻（等濕冷卻）的顯熱量的ξ倍。因此，增大析濕系數(shù)，就意味著增大潛熱量交換，增大除濕量[12-15]。因此要對析濕系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。另一方面，由于小水滴的出現(xiàn)，就會導(dǎo)致霜層的出現(xiàn)，霜層和污垢一樣，也會影響換熱過最后，對比校核計(jì)算所得的理論內(nèi)外表面積與上一章蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)中的內(nèi)外表面積以及臨界質(zhì)量流速，來確定設(shè)計(jì)是否合理，如果合理則可以進(jìn)一步進(jìn)行蒸發(fā)器的具體選型設(shè)計(jì)，如果不合理則需要分析原因，作出相應(yīng)的修正。h2DvDhqSf：翅片間距Gm2c（均以熱力學(xué)溫度表示）R其中M為R22的分子量vqdm2(4-8)PTTTT00)TPbT622PdaPPbaPb：飽和蒸汽壓：相對濕度PahtdPdaPPbaPb：飽和蒸汽壓：相對濕度Pa9.霜的比熱容：2.05kJ/(kg℃)10.水蒸氣定壓比熱容：1.86kJ/(kg℃)11.析濕系數(shù)：c1p10tctp0其中，ξ：析濕系數(shù)q：0℃水蒸氣轉(zhuǎn)變成霜放出的潛熱：霜的比熱容：水蒸氣定壓比熱容t：露點(diǎn)溫度0d'：飽和濕蒸汽在壁面溫度時(shí)的含濕量1.霜層表面溫度：-7℃2.假定除霜周期：6h3.霜密度：代入數(shù)據(jù)得：霜密度：205.98kg4.析濕量：GW()ddν12：空氣比容d：回風(fēng)含濕量1d：送風(fēng)含濕量2管1.ρ22()mxx1tt122tt：送風(fēng)干球溫度20024111A)12q：管內(nèi)沸騰放熱系數(shù)1q：空氣側(cè)放熱系數(shù)2：銅管壁厚λ：管壁導(dǎo)熱率：外表面積與內(nèi)表面積之比λ'：霜的導(dǎo)熱率θ：霜厚度A'：銅管總外表面積ξ：析濕系數(shù)m201.管內(nèi)熱流密度：所需管內(nèi)表面積M代入數(shù)據(jù)得：A1：0.1433.臨界質(zhì)量流速：A20.77A1其中，cm：臨界質(zhì)量流量q：管內(nèi)熱流密度V代入數(shù)據(jù)得：臨界質(zhì)量流量：58.88(m2小于88.31，故管內(nèi)沸騰放熱系數(shù)計(jì)算正確本章利用各種經(jīng)驗(yàn)公式和計(jì)算方法在對蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行大概設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對蒸發(fā)器的各項(xiàng)換熱相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，包括管內(nèi)外的放熱系數(shù)、霜層參數(shù)、析濕系數(shù)、肋效率等，最終導(dǎo)出了總的傳熱系數(shù)，并對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行了校核計(jì)算，為下一章蒸發(fā)器的定型以及風(fēng)機(jī)、融霜管的設(shè)計(jì)、計(jì)算、選型打下基礎(chǔ)。一臺完整的冷風(fēng)機(jī)應(yīng)包括蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、融霜管及與其配套的電子控制、制冷管道[8]系統(tǒng)。冷風(fēng)機(jī)的核心部件是蒸發(fā)器，制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱，通過管壁將熱量從管外同時(shí)室內(nèi)的空氣對流，是冷空氣分布均勻從而使室內(nèi)溫度場分布均勻；融霜管主要用于蒸發(fā)溫度低于或等于露點(diǎn)溫度的場合，這是冷風(fēng)機(jī)銅管或翅片上可能會結(jié)霜，霜層會造成[15]傳熱不均，增大傳熱熱阻從而影響冷風(fēng)機(jī)的工作，故需要對這種工況下的蒸發(fā)器進(jìn)行定期1.銅管：單根長度：1043mm換熱部分長度：1023mm排列方式：正三角形排列7排，每排14根管道2.翅片：厚度：0.2mm尺寸：管道分布、翅片結(jié)構(gòu)如下圖：內(nèi)徑：9.52mm平行部分長度：10.06mm結(jié)構(gòu)形式如下(標(biāo)準(zhǔn)件)：高度：10mm集液總管外徑：55mm結(jié)構(gòu)形式如下：m3/h2D2(2SδffffS：翅片間距ffρρ12)226L：翅片沿氣流方向長度v：最窄截面處流速ρ：回風(fēng)溫度下空氣密度1ρ：送風(fēng)溫度下空氣密度21.一個(gè)融霜周期結(jié)霜量：04.一個(gè)融霜周期內(nèi)所結(jié)的霜融化成水所需的熱量：代入數(shù)據(jù)有：兩回路，盤管式結(jié)構(gòu)：以金屬管（304不銹鋼）為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻、鐵本章內(nèi)容是總結(jié)以上各章，計(jì)算選定冷風(fēng)機(jī)的各部件的型號參數(shù)，得到可供直接三維制圖的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。匯總?cè)缦拢簃第六章冷風(fēng)機(jī)三維制圖三維設(shè)計(jì)是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設(shè)計(jì)平臺的基礎(chǔ)。它是建立在平面和二維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計(jì)目標(biāo)更立體化，更形象化的一種新興設(shè)計(jì)方法。三維設(shè)計(jì)在冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用使冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)變得更加直觀化[19-20]常用的三維設(shè)計(jì)軟件有PRO/EMAYA、caxa、sketchup、SolidWorks、3ds等。本文采用PRO/E軟件進(jìn)行三維制圖。Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。它的制圖方式具有以下特征：1.參數(shù)化設(shè)計(jì)：相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成2.基于特征建模：Pro/E是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。3.Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價(jià)格也更便宜。6.1.2軟件界面及繪圖步驟1.Pro/E的繪圖截面如下：2.PRO/E制圖的一般步驟為：1.建立工作目錄，即建立一個(gè)統(tǒng)一的資料庫；2.定義參數(shù)，建立草繪，繪制出零件的三維模型；3.建立裝配特征，進(jìn)行零件的裝配從而繪制出三維工程圖。2.選取零件：依次選擇插入-裝配-裝配，選擇零件。本章內(nèi)容是本文的最終目的縮在，根據(jù)前幾章計(jì)算的內(nèi)容，最終完成冷風(fēng)機(jī)的三維制圖，利用Pro/E軟件進(jìn)行參數(shù)化建模，分別繪制出了冷風(fēng)機(jī)個(gè)部件圖形，并最終裝配成完整的1.總結(jié):（1）本文通過大量的計(jì)算得出冷風(fēng)機(jī)的一系列相關(guān)參數(shù)，并在在這些參數(shù)的基礎(chǔ)上使用Pro/E軟件繪制出冷風(fēng)機(jī)的三維圖形。所計(jì)算的數(shù)據(jù)詳細(xì)準(zhǔn)確，三維圖形直觀明了，對生產(chǎn)實(shí)踐具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。（2）在設(shè)計(jì)過程中，深入探討了冷風(fēng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，加深了對冷風(fēng)機(jī)行業(yè)現(xiàn)代化過程的理解。（3）最后值得說明的是，在我國，特別是制冷行業(yè)，三維設(shè)計(jì)的普及度還不高，各種設(shè)計(jì)方法，數(shù)據(jù)庫的開發(fā)還不夠深入，參數(shù)化設(shè)計(jì)方法在冷風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上的使用還有待完善。但是，由于三維設(shè)計(jì)方法具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不可比擬的優(yōu)勢，相信今后設(shè)計(jì)人員對這方面的研究使用會越來越深入。（1）論文是根據(jù)一種特定工況