冷凝器、貯液器、劑管路的設(shè)計(jì)

風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù)k為60kW的R22空氣冷凝器。冷凝溫度：t 48℃ka1進(jìn)風(fēng)溫度：t 35℃出風(fēng)溫度：t a1初步規(guī)劃1161.0mm的純銅管，成正三角形排列[2]；管間距1

35mm，排間距s230.3mmsf2片寬Lns 121.2mm。如以以下圖：2

2.5mm；沿氣流方向管排數(shù)n4；圖4.2翅片管冷凝器側(cè)面截圖設(shè)計(jì)兩片，成V字形，每片熱負(fù)荷為35.9KW。構(gòu)造的初步規(guī)劃及有關(guān)參數(shù)各局部單位管長(zhǎng)面積為[2]：肋片面積：f 2(ssf 1 2

/4db

2)/sf0.6815m2/m肋片基管面積：f db

(1f

/s)f3.1415916.3103(10.2/0.25)0.04814m2/m肋管外總外表積：ff ft f b0.68150.04814m2/m0.7296m2/m肋管內(nèi)外表積：fdi i3.14159(161.02)103m2/m0.04398m2/m肋化系數(shù)：f/ft i16.885進(jìn)出換熱器的溫差及風(fēng)量溫差[1]：t t t 8Ca a2 a1風(fēng)量[2]：kQaV c tkQam pa a 35.921.09951.0058

m3/s8.122m3/s〔4.2a〕其中定性溫度：t ta1am

ta239C2 1.0995kg/m3mc 1.005w/(kg.k)pa肋片效率及空氣側(cè)換熱系數(shù)的計(jì)算A 依據(jù)肋片參數(shù)，冷凝器的空氣最小流通面積min與迎風(fēng)面積f之比[2]A Amin

(ss 1 b

)(sf

)fA ssf 1 f(3516.3)(250.15)352.50.5022〔4.2b〕2.8m/s，則最小流通面風(fēng)速：W wmax

AfA5.575m/s

min〔最小流通面的面積與周長(zhǎng)之比〕d 2(3516.3)(2.50.15)/(3516.32.50.15)eq4.17mm空氣的雷諾數(shù)：Re

W dmax eqvf5.5754.17517.51061330.1663單元空氣流道長(zhǎng)徑比：L 121.2d 4.175ep

29.03依據(jù)流體橫向流過(guò)肋片管簇的的整張平套片換熱計(jì)算公式[3]：L L A0.5180.0231L L deq0.1307

0.000425( )23106( )3d deq eqCA(1.360.1361

0.24Ref)1000n0.450.0066Ldeq0.6416fm0.280.08Ref0.1736

1000mn所以，管外的外表傳熱系數(shù)[3]：a 1.1 f0 deq

CRef

n(L)mdeq53.32w/(m2k)對(duì)于叉排，有10.3”10.3s 12.147sdb故：”2.282肋片當(dāng)量高度：h”db(”1)(10.35ln”)216.3(2.2821)(10.35ln2.282)22a2a0f fm 253.31892030.15103

m159.1782m1〔4.2e〕肋片效率[2]：2a2a0f f2253.31892030.1510359.1782m1〔4.2f〕肋片效率： th(mh)f mhth(59.178213.46103)59.178213.461030.8312冷凝器外外表效率[2]：f f f f s ft0.68150.83120.048140.72960.8423管內(nèi)R22冷凝時(shí)的外表?yè)Q熱系數(shù)首先，設(shè)管壁溫度：℃t*47.03℃w則t*tt w

47.5m 2 ℃，在該溫度下，1r419.87,B1s

67.554。代入式子計(jì)算換熱系數(shù)i[2]：11 0.683r4Bd(tt)411i s m i r w12664.93(tr〔4.2g〕

t)4w管壁溫度的計(jì)算無(wú)視薄壁銅管熱阻和管與肋片之間的接觸熱阻，則管內(nèi)外平衡關(guān)系為：d(ti i

t)43w3

s

f(t

t )am32664.930.04398tk3

t4=0.842353.320.7296tw

39)即：117.21〔50-tw

32.77(tw

39)〔4.2h〕用是試湊法得：wtw47.06℃與所設(shè)t*w

47.06℃相近，所以所選壁溫適宜。所需面積的計(jì)算1k of 1i

ff

1i 0 0 s28.38w/(m2k)其中：4 2664.93(5047.03)14i

2030f tfi fm

0.72962(0.7296.04398)1.286取 1.0103m0 f平均溫差的計(jì)算t ma1 at ma1 a2t tlnk a1t tk a2 8 Cln503550438.4C所需的管外傳熱面積及構(gòu)造參數(shù)QF KQ0 k tof m 35900 m228.388.4150m2所需翅片管總長(zhǎng)度：FL Fft

150 m205.6m0.72961521.41.4152212.8m3.5%的富有量。每臺(tái)冷凝器高度：h3835sin69m1.24m空氣的流淌阻力及風(fēng)機(jī)的選配阻力計(jì)算：p1.2gA

L(wd maxeq

)1.71.29.80.013329.3(1.09555.575)1.7pa99pa該冷凝器需配用風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量為：V 8.122m3/s29239.2m3/ha風(fēng)機(jī)全壓的計(jì)算：HH Hst dg w299 w f 2(991.09552.82)pa2105pa分兩臺(tái)風(fēng)機(jī)平行吹風(fēng)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)分擔(dān)風(fēng)量為：14619.6/2m3/h。T35-11型號(hào)轉(zhuǎn)速風(fēng)量全壓型號(hào)轉(zhuǎn)速風(fēng)量全壓電動(dòng)機(jī)型功率外形尺寸r/minm3/hpa號(hào)kw長(zhǎng)×寬×高mmmmmm6.3130015297224YT90-L41.2707×750×7925節(jié)流機(jī)構(gòu)、管道及關(guān)心設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型管路設(shè)計(jì)氟利昂制冷系統(tǒng)的吸氣管道的壓力損失不宜超過(guò)相當(dāng)蒸發(fā)溫度降低1℃氣管道的壓力損失不宜超過(guò)相當(dāng)冷凝溫度上升1℃[5]2℃，允許壓力損失p20kpa。冷48℃，允許壓力損失為p41kpaR22：冷凝溫度，t 48C，k蒸發(fā)溫度：，t 2C，0制冷量：

所以在本設(shè)計(jì)中：。Q 66.2kw。0假設(shè)吸入當(dāng)量總長(zhǎng)度：，L10m，t壓力損失：p14kpa。R22[5]得：38.1mm15m/s。管路壓力的校核：Re：

w2ppp mp fLtdn

wdn

0.0381150.25541062.2106(5.1a)由于Re105，所以承受尼古拉茲公式[5]：f0.00320.221Re0.2370.00320.221(2.2106)0.2370.01(5.1b)p p pm

fLtdtn

w22

10 152

50.710.0381 214.97kpa(5.1c)其中：f——阻力系數(shù)，——取t30C50.71kg/m3 0.2554106kg/(m.s)由于p14.97kpa，與所設(shè)p14kpa相差不大，且小于允許壓力20kpa，所以吸氣管路設(shè)計(jì)合理。R22排氣管路的設(shè)計(jì)：冷凝溫度：，t 48C，k蒸發(fā)溫度：，t 2C，0制冷量：。Q 66.2kw。0假設(shè)吸入當(dāng)量總長(zhǎng)度：，L4m，t壓力損失：p40kpa。R22[5]得：25.4mm15m/s。管路壓力的校核：Re：

w2ppp mp fLtdn

wdn

0.0254150.07291065.2106由于Re105，所以承受尼古拉茲公式[5]：f0.00320.221Re0.2370.00320.221(5.2106)0.2370.008p p pm

fLtdtn

w220.008

10 152

280.90.0254 239.8kpa其中：f——阻力系數(shù)，——取t87C280.9kg/m3 由于p39.8kpa，與所設(shè)p40kpa41kpa，所以排氣管路設(shè)計(jì)合理。高壓液體管路設(shè)計(jì)R220.5—1.5m/s[5]20kpa20kpaw1m/s，取當(dāng)量長(zhǎng)度。L3m。t則管徑[5]：4qv4qvwm

40.3740.00092m3.1410.02m20mm(5.1d)48℃時(shí)，q 0.374kg/s,mv0.00092m3/kg,w1m/s,1082kg/m3,0.114106kg/(m.s)管路壓力的校核：p p pm

fLtdtn

w22Re：wd 10.02Re n 0.1141060.18106105由于Re105，所以承受尼古拉茲公式[5]：f0.00320.221Re0.2370.00320.221(0.18106)0.2370.016p p pm

fLtdtn

w220.016

3 12

10821298pa

0.02 2其中：f——阻力系數(shù)，由于p1298pa20kpa，所以所設(shè)計(jì)的管路適宜。低壓液體管的計(jì)算t低壓液體管，為節(jié)流閥至蒸發(fā)器管段，該段流速允許范圍：0.5-1.25m/s[5]。取流速w1m/s，取當(dāng)量長(zhǎng)度l4m。則管徑[5]：t4qv4qvwm40.3740.00078m3.1410.10193mm取di0.02m20mm。48℃時(shí)，q 0.374kg/s,mv0.00078m3/kg,s,1274.7kg/m3,0.167106kg/(m.s)管路壓力的校核：p p pm

fLtdtn

w22Re：wd

10.02Re n 0.1671060.12106105由于Re105，所以承受尼古拉茲公式[5]：f0.00320.221Re0.2370.00320.221(0.12106)0.2370.017p p pm

fLtdtn

w220.017

4

1274.70.02 22166pa20kpa其中：f——阻力系數(shù)，由于p2166pa，小于允許壓力損失20kpa，所以所設(shè)計(jì)的管路適宜。儲(chǔ)液器的設(shè)計(jì)計(jì)算制冷系統(tǒng)中制冷劑總的充注量的計(jì)算表5.1制冷系統(tǒng)中各局部的充注量[9]設(shè)備名稱液管

制冷劑液體布滿度傳熱管子容積的的25%管道容積的管道容積的100%其它部件或設(shè)備制冷劑側(cè)總?cè)莘e的10—20%蒸發(fā)器：1

i4

0.01621.5102m3430.03075m3VV”25%0.0307525%m31 10.00769m3四段液管的容積:d2lV”V2

100% i40.03812100.0254240.0202l0.0202l4 4 4 40.0156m3冷凝器的布滿度計(jì)算如表中所述，按制冷劑側(cè)總?cè)莘e10—20%，本設(shè)計(jì)中取15%。d2lV” i3 40.0142212.8240.0655m3VV”15%3 30.0098m3制冷系統(tǒng)中制冷劑總的充注量：m(VV1 2

V)3(0.007690.01560.0098)1213kg40.1kg儲(chǔ)液器容積的計(jì)算對(duì)于氟利昂制冷系統(tǒng)，儲(chǔ)液器容積可按下式計(jì)算[9]： mvV40.10.00092m30.70.0527m352.7L(5.2a)mkg；vm3/kg；——儲(chǔ)液器充注度，取0.70。設(shè)計(jì)臥式儲(chǔ)液器，參數(shù)見(jiàn)下表。表5.2臥式儲(chǔ)液器供液接口尺寸mm回液接口尺寸mm儲(chǔ)液量Lmm外形mm3232701500345273氣液分別器的選型計(jì)算其直徑[9]：4mv4mvw40.3740.051 0.5 m0.22m(5.2b)mkg/s(mm)w——?dú)庖悍謩e器中，氣流通過(guò)橫斷面的速度，取w0.5m/s；vv0.051m3/kg選用FY1系列氟利昂用氣液分別器，外形尺寸如下表。型號(hào)FY1-34表型