24kW風(fēng)冷換熱器的設(shè)計(jì)

PAGE6摘要在科技發(fā)達(dá)人類可自由控制冷暖的今天。換熱器作為各行各業(yè)工作生產(chǎn)和日常生活必需的熱交換裝置,被普遍的使用在生產(chǎn)技術(shù)、化工工業(yè)、日常制冷、軍工國(guó)防等傳統(tǒng)部門。能源的利用率受到換熱器質(zhì)量的影響。21世紀(jì)以來(lái),節(jié)省能源這一方面的相關(guān)研究被世界各國(guó)重點(diǎn)關(guān)注,而高效換熱器是關(guān)鍵的節(jié)能設(shè)備。因此，換熱器合理高效的設(shè)計(jì)和制造對(duì)國(guó)家事業(yè)的發(fā)展和高效利用能源都有著至關(guān)重要的影響。該設(shè)計(jì)是關(guān)于換熱量為24kW的翅片管風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)，其適用于制冷能力在20kW左右、冷凝溫度為50度、風(fēng)力壓強(qiáng)190Pa以下的空調(diào)制冷系統(tǒng)。首先進(jìn)行傳熱計(jì)算，根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件估算換熱面積，校核傳熱系數(shù)，計(jì)算出實(shí)際換熱面積。然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇采用厚度為0.15mm的平直鋁肋片和管徑為9.52mm的紫銅管作為翅片和換熱管，計(jì)算出采用長(zhǎng)1.6m、寬750mm、深88mm的換熱器并根據(jù)算得空氣流量進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型。最后，通過(guò)選定風(fēng)機(jī)的壓頭來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)證以驗(yàn)證該冷凝器是否滿足要求。關(guān)鍵詞：冷凝器;傳熱;翅片管式換熱器;Designof24kWair-cooledheatexchangerAbstractNowadays,humanbeingscanfreelycontrolthewarmandcold.Asaheatexchangedevicenecessaryforworkproductionanddailylifeinallwalksoflife,heatexchangersarewidelyusedintraditionaldepartmentssuchasproductiontechnology,chemicalindustry,dailyrefrigeration,militaryindustryandnationaldefense.Energyutilizationisaffectedbythequalityoftheheatexchanger.Sincethe21stcentury,relatedresearchesonenergysavinghavebeenpaidcloseattentiontobycountriesallovertheworld,andhigh-efficiencyheatexchangersarethekeyenergy-savingequipment.Therefore,therationalandefficientdesignandmanufactureofheatexchangershaveacrucialimpactonthedevelopmentofthenationalcauseandtheefficientuseofenergy.Thedesignisaboutthedesignofafinnedtubeair-cooledcondenserwithaheatexchangecapacityof24kW.Itissuitableforairconditioningandrefrigerationsystemswitharefrigerationcapacityofabout20kW,acondensationtemperatureof50degrees,andawindpressureof190Paorless.First,calculatetheheattransfer,estimatetheheattransferareaaccordingtothegivendesignconditions,checktheheattransfercoefficient,andcalculatetheactualheattransferarea.Thenthestructuraldesignwascarriedout,andstraightaluminumfinswithathicknessof0.15mmandcoppertubeswithadiameterof9.52mmwereselectedasfinsandheatexchangetubes.Thefanisselectedaccordingtothecalculatedairflow.Finally,strengthverificationisperformedbyselectingtheheadofthefantoverifywhetherthecondensermeetstherequirements.Keywords:Condenser;heattransfer;finnedtubeheatexchanger;目錄1前言 51.1本設(shè)計(jì)的目的、意義 51.2本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程 62冷換設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 72.1換熱器的應(yīng)用與分類 72.2冷凝器概述 82.3翅片管式換熱器 92.4冷凝器的換熱分析 112.5冷凝器中凝結(jié)換熱過(guò)程分析 122.6冷凝器的結(jié)構(gòu)分析 133傳熱計(jì)算 173.1風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)條件及基本參數(shù) 173.2風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 174冷凝器總成圖紙 234.1冷凝器二維圖 234.2冷凝器總成三維視圖 255結(jié)論 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29附錄 30附錄1外文文獻(xiàn)—Designandanalysisofdoublepipecounterflowheatexchanger(condenser)toproducehotwaterasmodificationofairconditionersplitcondenser 30附錄2外文譯文—空調(diào)分流式冷凝器改型雙管逆流換熱器（冷凝器）的設(shè)計(jì)與分析 361前言能源的需求是現(xiàn)如今生活在地球上的人們十分重視、與其生活息息相關(guān)的一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在對(duì)各種能源資源的優(yōu)化開(kāi)發(fā)和高效運(yùn)用已經(jīng)成為世界上各個(gè)國(guó)家的重點(diǎn)研究方向。熱交換設(shè)備作為高效利用能源時(shí)不可或缺的一部分，在工業(yè)、日常生活等領(lǐng)域中被廣泛使用。在化工電力、交通運(yùn)輸、航空和航天、日常制冷等部門中特別受歡迎。伴隨著現(xiàn)代化工業(yè)的進(jìn)展，人們不斷地在提高對(duì)能源合理開(kāi)發(fā)和高效利用的要求，導(dǎo)致熱交換器的優(yōu)化性能和更新迭代日漸重要。而考慮到在研究換熱器時(shí)所需滿足各種嚴(yán)苛的條件和特殊的情況，使得這方面的研究越發(fā)嚴(yán)謹(jǐn)和重要。因此，在進(jìn)行更高效的熱交換設(shè)備的研究時(shí)不僅要滿足其的生產(chǎn)、研發(fā)所需的工藝條件，還要加大對(duì)其綜合性能的要求。1.1本設(shè)計(jì)的目的、意義近些年來(lái)，技術(shù)發(fā)展日新月異，為了更好的開(kāi)發(fā)利用新的能源和減少對(duì)自然環(huán)境的傷害，人們對(duì)換熱器設(shè)計(jì)方法和傳熱強(qiáng)化技術(shù)的研究也加快了速度，更多的設(shè)計(jì)者研發(fā)出多種新穎而高效的換熱器。同時(shí)，作為節(jié)能措施中相對(duì)重要的一環(huán)的換熱器設(shè)備，其各種不同的類型越來(lái)越受到生活中各行各業(yè)的關(guān)注。所以不管是為了提高能源利用效率還是為了促進(jìn)工業(yè)發(fā)展，對(duì)換熱器進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和制造都十分重要。換熱器是一種能在兩種或以上不同度數(shù)的介質(zhì)之間傳熱的換熱設(shè)備。將熱量從熱流體傳遞到冷流體，使兩種流體的溫度符合生產(chǎn)環(huán)境所需，更好的滿足工藝條件和人們的生產(chǎn)需求是熱交換器研究開(kāi)發(fā)的意義。冷凝器屬于熱交換器的一種類型，是制冷系統(tǒng)中極為重要的熱交換設(shè)備。其主要功能是在高溫高壓條件下冷卻并液化從設(shè)備排出的氣體制冷劑。滿足系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)要求。冷凝時(shí)放出的熱量由進(jìn)行冷卻的空氣或冷卻水從冷凝器中帶出。熱流體為需被冷卻或冷凝的制冷劑，冷流體為常見(jiàn)的水或空氣作冷卻介質(zhì)，由不同的冷流體所作介質(zhì)的冷凝器可分為風(fēng)冷、水冷和水-空氣混合冷卻式冷凝器。在正常的環(huán)境下，這三種冷凝器就可以達(dá)到良好的效果。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及世界水資源緊張程度的提高，風(fēng)冷冷卻式熱交換設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、核電、電力、制冷空調(diào)等行業(yè)。風(fēng)冷冷凝器是一種使用環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)并將其吹掃通過(guò)翅片管以冷凝管中高溫過(guò)程流體的裝置。風(fēng)冷冷凝器使用空氣作為冷卻介質(zhì)，使其不會(huì)像水冷冷凝器那樣有因?yàn)橐盟h(huán)而導(dǎo)致有可能對(duì)環(huán)境造成污染的缺點(diǎn)，而且其節(jié)能效果非常明顯。另外，它的優(yōu)點(diǎn)還包括工作壽命長(zhǎng)、使用起來(lái)更加安全以及保養(yǎng)成本低等。1.2本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程該設(shè)計(jì)主要針對(duì)制冷和空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器進(jìn)行設(shè)計(jì)，熟悉制冷和空調(diào)行業(yè)的熱交換設(shè)備及其工藝過(guò)程，熟悉其工作原理，了解熱交換器的結(jié)構(gòu)并執(zhí)行相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算和驗(yàn)證。主要內(nèi)容是冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度驗(yàn)證。首先，進(jìn)行傳熱計(jì)算，根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件估算換熱面積，校核傳熱系數(shù)，計(jì)算實(shí)際換熱面積。然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行各部件的材料選擇，確定冷凝器各部分的尺寸。最后，進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)證以驗(yàn)證其是否可以滿足要求。2冷換設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1換熱器的應(yīng)用與分類2.1.1換熱器的應(yīng)用在科技發(fā)達(dá)人類可自由控制冷暖的今天。換熱器作為各行各業(yè)工作生產(chǎn)和日常生活必需的熱交換裝置,被普遍的使用在生產(chǎn)技術(shù)、化工工業(yè)、日常制冷、軍工國(guó)防等傳統(tǒng)部門。能源的利用率受到換熱器質(zhì)量的影響。21世紀(jì)以來(lái),節(jié)省能源這一方面的相關(guān)研究被世界各國(guó)重點(diǎn)關(guān)注,而高效換熱器是關(guān)鍵的節(jié)能設(shè)備。因此，換熱器合理高效的設(shè)計(jì)和制造對(duì)國(guó)家事業(yè)的發(fā)展和高效利用能源都有著至關(guān)重要的影響。2.1.2換熱器的分類隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，換熱器作為熱傳遞設(shè)備幾乎在任何地方都可以看見(jiàn),在工業(yè)和生活中經(jīng)常得到使用,特別是在高能耗領(lǐng)域。在節(jié)能產(chǎn)品越來(lái)越多、技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)的今天，換熱器的新種類也越來(lái)越多。不同的工作原理和組成，使得不同種類的換熱器能各自在不同工況、不同壓力、不同介質(zhì)、不同溫度的情況下使用。可根據(jù)以下幾個(gè)方面進(jìn)行分類:(一)按傳熱過(guò)程特點(diǎn)分類1.混合式換熱器又叫直接接觸式換熱器。它是一種不需要設(shè)計(jì)間壁來(lái)傳遞熱量，冷流體與熱流體兩者直接接觸就可以換熱的換熱器?；旌鲜綋Q熱器的運(yùn)用只適用于允許流體混合的條件，但其優(yōu)點(diǎn)是傳熱面積大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便、高效便宜。2.蓄熱式換熱器 又叫回?zé)崾綋Q熱器、周期流動(dòng)式換熱器。它是一種通過(guò)由固體壁面構(gòu)成的蓄熱體與冷、熱流體交替接觸進(jìn)行換熱的換熱器，間壁在熱流體經(jīng)過(guò)時(shí)溫度升高儲(chǔ)存熱量；而當(dāng)冷流體流過(guò)時(shí)壁面釋放熱量使壁面溫度降低，兩個(gè)過(guò)程形成一個(gè)循環(huán)，不斷重復(fù)循環(huán)使熱量能在冷熱流體之間交換。3.間壁式換熱器又叫表面式換熱器。它是一種由間壁分離冷熱流體,流體之間不需要進(jìn)行接觸傳熱,熱量經(jīng)間壁表面從熱流體傳向冷流體的換熱器。在工業(yè)上和生活中使用的絕大多數(shù)換熱器都是間壁式換熱器,其具有多種不同的結(jié)構(gòu)和不同的類型,常見(jiàn)的管殼式、板翅式、套管式、熱管式和板式換熱器都是間壁式換熱器。本論文所研究的翅片管式換熱器就屬于間壁式換熱器。(二)按傳熱表面結(jié)構(gòu)分類分為管式：管殼式、套管式、蛇管式等；板式；擴(kuò)展表面式：板翅式、翅片管式（管翅式）、管帶式等；蓄熱式。(三)按流體有無(wú)相變分類1.傳熱表面兩側(cè)無(wú)相變對(duì)流換熱。2.傳熱表面兩側(cè)有相變對(duì)流換熱。其中,冷凝器熱流體有發(fā)生相變冷流體沒(méi)有相變是本屬于第二種分類，也論文所要設(shè)計(jì)的換熱器類型。2.2冷凝器概述冷凝器屬于熱交換器的一種類型，是制冷系統(tǒng)中極為重要的熱交換設(shè)備。其主要功能是在高溫高壓條件下冷卻并液化從設(shè)備排出的氣體制冷劑。滿足系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)要求。冷凝時(shí)放出的熱量由進(jìn)行冷卻的空氣或冷卻水從冷凝器中帶出。根據(jù)所使用的冷卻介質(zhì)的不同，冷凝器可分為風(fēng)冷、水冷和水-空氣混合冷卻式冷凝器。在正常的環(huán)境下，這三種冷凝器就可以達(dá)到良好的效果。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及世界水資源緊張程度的提高，風(fēng)冷冷卻式熱交換設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、核電、電力、制冷空調(diào)等行業(yè)。同時(shí)由于風(fēng)冷式冷凝器使用方便，其在小型制冷裝置（尤其是家用空調(diào)）中應(yīng)用的十分廣泛。風(fēng)冷冷凝器是一種使用環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)并將其吹掃通過(guò)翅片管以冷凝管中高溫過(guò)程流體的裝置。風(fēng)冷冷凝器使用空氣作為冷卻介質(zhì)，使其不會(huì)像水冷冷凝器那樣有因?yàn)橐盟h(huán)而導(dǎo)致有可能對(duì)環(huán)境造成污染的缺點(diǎn)，而且其節(jié)能效果非常明顯。另外，它的優(yōu)點(diǎn)還包括工作壽命長(zhǎng)、使用起來(lái)更加安全以及保養(yǎng)成本低等。風(fēng)冷式冷凝器可分為強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式和自然對(duì)流空氣冷卻式兩種。自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器效率不高，僅適用于小型制冷裝置如家用冰箱或微型制冷機(jī)等設(shè)備。本次設(shè)計(jì)對(duì)象為強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式冷凝器。風(fēng)冷冷凝器的組成結(jié)構(gòu)如圖2-1所示:管束:由管箱、翅片管和框架組成。熱流體在管子里流動(dòng),冷流體空氣在管外橫掃吹過(guò)翅片管束,對(duì)熱流體進(jìn)行冷凝。風(fēng)機(jī):一個(gè)或幾個(gè)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)迫使空氣流動(dòng)。構(gòu)架:支持固定冷凝器管束及風(fēng)機(jī)的箱體框架。圖2-1風(fēng)冷冷凝器簡(jiǎn)圖風(fēng)冷冷凝器根據(jù)管束設(shè)計(jì)的方向和流體的流向可分為水平式風(fēng)冷冷凝器、立式風(fēng)冷冷凝器和斜頂式風(fēng)冷冷凝器。水平式的管束擺放方向和地面平行，冷熱流體之間形成錯(cuò)流式流動(dòng)，市面上普遍的制冷設(shè)備都采用這種構(gòu)造簡(jiǎn)單、組裝容易、管內(nèi)外流體分布相對(duì)均勻的結(jié)構(gòu)。當(dāng)介質(zhì)凝結(jié)時(shí)，管子的傾斜度應(yīng)為3°或1％，以防止凝結(jié)水留在管子中。風(fēng)冷式冷凝器的基本形式主要是翅片管式（也叫管翅式），本次設(shè)計(jì)主要介紹的就是翅片管式換熱器。2.3翅片管式換熱器2.3.1翅片管式換熱器基本結(jié)構(gòu)翅片管又叫作肋片管，由名字可以知道其是加裝許多肋片在管子上使換熱面變大從而增大傳熱面積的一種傳熱元件。翅片管式換熱器的原理與結(jié)構(gòu)和一般管殼式換熱器很像,只是管殼式換熱器中的光管部分用翅片管代替。翅片管是翅片管式換熱器的重要換熱部分，多根翅片管合理的排列在一起構(gòu)成翅片管換熱器。因?yàn)槌崞龃罅藗鳠崦娣e，所以使得熱量經(jīng)由管壁和翅片進(jìn)行傳熱時(shí)的效率得到提高，翅片管基本結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2翅片管簡(jiǎn)圖翅片管的種類很多。根據(jù)管材分，有碳鋼、不銹鋼、銅鋁、鈦、碳鋼鋁復(fù)合等。翅片常用的有：平翅片、板式翅片、高頻焊螺旋翅片、整體型鋼質(zhì)螺旋翅片、套脹的整體翅片、開(kāi)齒型翅片、縱向翅片等。2.3.2翅片管式換熱器的工作特性翅片管式換熱器是使用較多的一種傳熱設(shè)備。通常用于冷熱流體的傳熱性能相差較大的情況下，為了降低傳熱性能較差的流體的傳熱阻力而在管子的外側(cè)安裝翅片表面，傳熱性能好的流體在管內(nèi)的熱阻依然不高，降低了總熱阻以此增強(qiáng)換熱效率。翅片管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)如下:1.總體構(gòu)造緊密。傳熱效率因?yàn)樵黾恿藛挝惑w積的傳熱表面得以提高，在熱負(fù)荷一樣的情況下，滿足負(fù)荷所需的翅片管比光管要少，因此可以使翅片管換熱器外殼的直徑或高度設(shè)計(jì)得更小，便于設(shè)備安裝和布置。2.傳遞熱量的能力更強(qiáng)，傳熱面積比光管多2-10倍，傳熱系數(shù)相比光管可增加1-2倍。3.高效合理的使用材料，不浪費(fèi)。更加緊密的機(jī)械構(gòu)造不僅節(jié)省了空間、減少了材料用量，還可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和條件要求自由地選擇不同的、相對(duì)更高效的材料，例如根據(jù)不同的換熱環(huán)境條件在翅片管上鑲嵌或焊接其他更高效的材料。4.對(duì)于相變換熱，可以增加傳熱系數(shù)或臨界熱通量密度。5.在同樣的熱負(fù)荷條件下翅片管的管壁溫度tw會(huì)比光管的管壁溫度要低，這樣能使管壁金屬表面受到更少的過(guò)熱損傷和腐蝕。同樣，傳熱溫差|tf-tw|也是翅片管的比光管的小，使得管外表面的結(jié)垢也得以減少。翅片管的結(jié)垢沒(méi)有光管的垢層那么均勻，翅片管的結(jié)垢會(huì)由于脹縮作用在翅片根部斷落，這也是翅片管結(jié)垢比光管少的一大原因。翅片管式換熱器的缺點(diǎn)是流動(dòng)阻力大和制造安裝成本高。由于風(fēng)冷器的翅片管的設(shè)計(jì)制作過(guò)程復(fù)雜，成本為設(shè)備成本的30-60％。因?yàn)榭諝獾拿芏缺人〉枚?，所以在使用空氣冷卻代替水冷卻時(shí)，需要有更大的傳熱面積，導(dǎo)致空氣冷卻器比水冷卻器的體積要大。翅片管表面比光管多了翅片，使得流阻更大，功耗也更大。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地設(shè)計(jì)其構(gòu)造以盡可能減少功耗，使其比光管有更好的傳熱效果。2.4冷凝器的換熱分析與其它間壁式熱交換器一樣，冷凝器中的冷熱流體被間壁所分離，溫度不同的兩種流體在間壁的兩側(cè)流動(dòng)并通過(guò)管壁進(jìn)行熱傳遞。冷凝器的換熱計(jì)算可以利用間壁式換熱器熱交換公式進(jìn)行計(jì)算。（式2.1）其中:——熱交換量,kW——總傳熱系數(shù),kW/(m2℃)——與冷熱流體接觸的間壁的面積,m2——冷熱流體的對(duì)數(shù)平均溫差,℃增大冷凝器冷熱流體溫差、增加冷凝器換熱面積和增大冷凝器傳熱系數(shù)是提高冷凝器換熱效率的三種方法，從上面的熱交換公式可以明顯看出來(lái)。(1)增加傳熱溫度差（Δt）是提高傳熱效率的常用方法之一。當(dāng)使用冷凝器時(shí)，用低于常溫的水作冷卻水冷流體或增加熱流體的壓力并提高其溫度等做法都可以加大換熱器的傳熱溫差Δt。但在冷熱流體溫度基本確定的特殊情況下，冷熱流體的溫度壓力無(wú)法改變，想要增加傳熱平均溫差來(lái)提高傳熱效率就需要改變冷熱流體的流動(dòng)布局。但是增加傳熱溫差不能作為提高效率的主要方法，因?yàn)闇夭畹母淖兪怯邢薜模鞘艿江h(huán)境條件所影響的，應(yīng)考慮在實(shí)際過(guò)程和設(shè)備條件下是否可以接受。依靠增加熱交換器的傳熱溫度差Δt只能有限地提高熱交換器的熱交換效率，而增加傳熱溫差會(huì)降低熱交換器的性能并對(duì)熱力系統(tǒng)造成影響。所以應(yīng)合理地運(yùn)用方法來(lái)使整個(gè)換熱系統(tǒng)的效率得到提高，而不能一味加大傳熱溫差是。(2)增大傳熱面積是最常見(jiàn)、最普遍的提高傳熱效率的方法。但不能為了增大傳熱面積而一味地增加設(shè)備數(shù)量或加大設(shè)備體積在，因?yàn)槠洳粌H設(shè)備占地面積大，傳熱效率增幅不明顯，還提高了設(shè)備的成本。當(dāng)前，最常用的方法是合理地增加設(shè)備單位體積的傳熱面積來(lái)提高效率。例如使用翅片管、螺紋管、板翅等這些單位體積傳熱面積較大的材料，通過(guò)加大這些材料的使用量來(lái)提高設(shè)備的單位體積傳熱面積，使熱交換設(shè)備具有更緊湊的結(jié)構(gòu)和更高效的效率。(3)增大傳熱系數(shù)是三種方法中最高效、最實(shí)用的方法。傳熱系數(shù)越高，傳熱過(guò)程的總熱阻就越小，傳熱效率就越好。冷凝器的傳熱過(guò)程主要由三個(gè)部分組成：冷卻介質(zhì)在冷凝器內(nèi)壁上的冷凝熱交換，冷凝器壁上的熱傳導(dǎo)及冷凝器與外界之間的熱交換。想優(yōu)化改進(jìn)傳熱過(guò)程來(lái)提高傳熱效率就必須從這三方面著手，傳熱過(guò)程的優(yōu)化改進(jìn)主要集中在對(duì)流傳熱和輻射傳熱上，其中對(duì)對(duì)流傳熱的優(yōu)化設(shè)計(jì)居多。國(guó)內(nèi)外目前對(duì)改進(jìn)對(duì)流換熱的技術(shù)可以大致分為有源技術(shù)和無(wú)源技術(shù)兩類。有源技術(shù)則是需要外部功率（機(jī)械力，電磁力）的技術(shù)。而無(wú)源技術(shù)是指除介質(zhì)熱傳遞的功率損耗之外不再需要其他功率的技術(shù)。2.5冷凝器中凝結(jié)換熱過(guò)程分析冷凝器中的蒸氣遇到冷凝凝結(jié)，該冷凝基本上在對(duì)流傳熱的范圍內(nèi)，其是具有相變的對(duì)流傳熱。當(dāng)蒸汽與壁面接觸時(shí)，其冷凝會(huì)產(chǎn)生膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)兩種不同形式。如果冷凝后的液體可以很好地潤(rùn)濕壁表面，它將擴(kuò)散成薄膜凝結(jié)在壁面上，這就是膜狀凝結(jié)。在膜狀冷凝時(shí)，壁的內(nèi)表面總是覆蓋有一層液膜，冷凝換熱的主要熱阻就是這層液膜，熱流體冷凝時(shí)放出的熱量想傳遞到壁面必須經(jīng)過(guò)這一層液膜。熱阻的大小取決于液膜流動(dòng)的長(zhǎng)度和氣態(tài)熱流體與間壁之間的溫差。通常，層流膜狀凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的變化與湍流膜狀凝結(jié)的相反。如果冷凝液在間壁面上的浸潤(rùn)不充分，則冷凝液會(huì)在壁上形成小液珠，此為珠狀凝結(jié)。當(dāng)珠狀凝結(jié)時(shí)，液珠不能完全覆蓋壁的表面，因此可以考慮是蒸氣表面和液體珠粒以及蒸氣和暴露的壁之間進(jìn)行熱傳遞。由于沒(méi)有液膜的壁表面沒(méi)有液膜造成的熱阻，因此珠狀凝結(jié)的傳熱性能比膜狀凝結(jié)好得多，發(fā)生冷凝時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)更高。因?yàn)橹闋罾淠浅２环€(wěn)定，所以在大多數(shù)工業(yè)冷凝器中，幾乎所有常見(jiàn)蒸氣中的實(shí)際冷凝都是膜狀冷凝。實(shí)用的持久的珠狀凝結(jié)目前還比較難以實(shí)現(xiàn)。1916年，Nusselt從理論上分析了垂直壁面上的純蒸汽層流冷凝。遵循連續(xù)的液膜層流和熱傳導(dǎo)機(jī)理，他建立了液膜動(dòng)力學(xué)微分方程和能量方程，然后求解了液膜的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，得到了表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的理論解。（式2.2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，由于液膜表面的波動(dòng)使得凝結(jié)換熱得到強(qiáng)化，因此實(shí)驗(yàn)值會(huì)比理論值高20%左右，所以工程計(jì)算中常把理論公式的理論系數(shù)增加20%用作計(jì)算公式,即:（式2.3）如果凝結(jié)壁面與水平方向成傾斜角度為θ時(shí),傾斜壁平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算式為（式2.4）努塞爾公式應(yīng)用在水平管的層流膜狀凝結(jié)時(shí),平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算式為（式2.5）除了汽化潛熱在蒸汽飽和溫度下取值以外，在膜凝結(jié)傳熱的計(jì)算中的液體和蒸汽的物性參數(shù)全部都要在膜溫度下取得。一般討論的都是飽和蒸汽的冷凝。在過(guò)熱蒸汽的情況下，實(shí)驗(yàn)證明，只要用過(guò)熱蒸汽與飽和液體之間的焓差代替方程中的潛熱，就可以使用飽和蒸汽的實(shí)驗(yàn)相關(guān)公式來(lái)計(jì)算過(guò)熱蒸汽的冷凝傳熱。在制冷系統(tǒng)中，由壓縮機(jī)排出進(jìn)入冷凝器的蒸氣態(tài)冷媒通常會(huì)有一定程度的過(guò)熱溫度。在大多數(shù)情況下，過(guò)熱蒸汽的冷凝過(guò)程會(huì)發(fā)生在冷凝器中。迄今為止，很少有關(guān)于過(guò)熱蒸汽凝結(jié)換熱特性的研究報(bào)告。類似于Sparrow的另一種方法研究了垂直平板中過(guò)熱蒸汽的冷凝過(guò)程。根據(jù)Chen的比擬方法，計(jì)算了對(duì)流沸騰傳熱系數(shù)與管的計(jì)算關(guān)系式。Lee假設(shè)過(guò)熱蒸汽凝結(jié)換熱系數(shù)可以表示為顯熱傳遞對(duì)流項(xiàng)和飽和蒸汽凝結(jié)傳熱冷凝項(xiàng)的疊加?；诖?，Lee通過(guò)引入兩個(gè)校正參數(shù)提出了一種半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，用于計(jì)算過(guò)熱的蒸汽冷凝的傳熱系數(shù)。Lee已經(jīng)對(duì)R22在管中的冷凝傳熱進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，其中蒸汽過(guò)熱的溫度從1.9到65°C，質(zhì)量流量從150到350。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)值是相符的。2.6冷凝器的結(jié)構(gòu)分析風(fēng)冷式冷凝器可分為強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式和自然對(duì)流空氣冷卻式兩種。自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器效率不高，僅適用于小型制冷裝置如家用冰箱或微型制冷機(jī)等設(shè)備。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分析的是強(qiáng)迫對(duì)流式冷凝器。強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式冷凝器大都是鋁肋片套脹銅管的結(jié)構(gòu)，屬于翅片管式換熱器的一種。其結(jié)構(gòu)主要由銅管、翅片、U型彎頭、出口管、進(jìn)口管和端板等組成，如圖2-3所示。圖2-3管翅式冷凝器示意圖其加工工藝流程如圖2-4所示。圖2-4冷凝器加工工藝流程圖這種冷凝器重要結(jié)構(gòu)主要有兩部分：傳熱管和翅片。1、傳熱管傳熱管材料一般為紫銅管，形狀為圓直管加U型彎頭。在強(qiáng)度條件合適的情況下，為了減輕冷凝器的重量以及減少消耗金屬材料，進(jìn)行尺寸選擇設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用管壁較薄的銅管，使設(shè)計(jì)更優(yōu)化。U形管分光管和內(nèi)螺紋管兩種。由于內(nèi)螺紋管成本低質(zhì)量輕，且其內(nèi)表面因有螺紋使得傳熱系數(shù)要比光管多兩到三倍。所以現(xiàn)在市面上基本都是使用內(nèi)螺紋管而不是光管了。2、翅片鋁肋片根據(jù)結(jié)構(gòu)分有平片、沖縫片和波紋片這三種?，F(xiàn)在對(duì)于用沖縫片和波紋片的管束的傳熱系數(shù)計(jì)算還沒(méi)有明確的公式可以運(yùn)用到設(shè)計(jì)計(jì)算中。由于三者的傳熱系數(shù)不一樣且只有平肋片有明確的公式可以套用計(jì)算，所以相關(guān)研究人員進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐表明，波紋片和沖縫片的傳熱系數(shù)分別比普通平翅片大20％和60％。而空氣通過(guò)叉排管束的擾動(dòng)程度比通過(guò)順排管束的大，叉排管束的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)比順排管束的高10％。因此進(jìn)行管簇設(shè)計(jì)時(shí)大都會(huì)選擇叉排排列。為了使彎頭規(guī)格一致，管束通常以等邊三角形排列。管的中心矩通常定為傳熱管外徑的2.5倍，以確保彎頭加工要求的同時(shí)提高翅片的傳熱效率。翅片管束按等邊三角形交叉排列，每根管的翅片相當(dāng)于一個(gè)正六邊形，如圖2-5所示。圖2-5單管翅片面積簡(jiǎn)圖空氣流動(dòng)方向的管排數(shù)一般設(shè)計(jì)1-4排，確保能夠進(jìn)行焊接的同時(shí)提高換熱器傳熱面積的利用效率。翅片管生產(chǎn)制作時(shí)通常為了增加管束與翅片的接觸面積從而增加整體換熱面積，會(huì)將翅片孔外沿翻邊。這種做法既保證了翅片的間距，也保證了脹管所需的要求。為了提高冷凝器的傳熱效率，要在使管束表面和翅片之間有良好的接觸的同時(shí)一定要避免或減小翅片與管面之間的接觸熱阻，因此一般會(huì)采用機(jī)械脹管方法，其脹緊量一般為0.08~0.15㎜。3傳熱計(jì)算3.1風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)條件及基本參數(shù)3.1.1風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)條件本次風(fēng)冷冷凝器設(shè)計(jì)擬定設(shè)計(jì)一臺(tái)用于空調(diào)制冷系統(tǒng)的強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式風(fēng)冷冷凝器。已知假定條件：換熱量為24kW，冷媒進(jìn)口溫度為80℃；冷凝溫度為50℃；冷媒出口溫度為46℃；室外干球溫度為35℃；冷凝器空氣側(cè)出口干球溫度為45℃；熱流體即冷媒選用R22；冷流體為空氣。3.1.2冷、熱流體的主要狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)根據(jù)AP1700物質(zhì)物性計(jì)算查詢平臺(tái)查得R22和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣的物性參數(shù)如下兩表：制冷劑主要狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)表如表3-1所示。表3-1制冷劑主要狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)表空氣主要狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)表如表3-2所示。表3-2空氣主要狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)表3.2風(fēng)冷冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1冷凝器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選定基管的,近似正三角形錯(cuò)形排列，前后管中心距，上下管中心距，翅片厚，翅片間距，管路數(shù)。風(fēng)冷冷凝器的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1冷凝器管路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖基管復(fù)合外徑D：1m長(zhǎng)基管外表面積:1m基管長(zhǎng)翅片面積1m長(zhǎng)基管總外表面積：1m長(zhǎng)基管內(nèi)壁表面積：肋片系數(shù)：考慮降噪節(jié)能等因素取換熱器迎風(fēng)面風(fēng)速3.2.2冷凝器的傳熱計(jì)算冷凝器的空氣循環(huán)量空氣循環(huán)設(shè)計(jì)工況：進(jìn)風(fēng)溫度，出風(fēng)溫度，空氣的比熱容，密度。冷凝器空氣側(cè)傳熱系數(shù)的確定經(jīng)換熱器時(shí)空氣平均溫度，此時(shí)空氣，最窄面風(fēng)速肋片高肋片當(dāng)量直徑空氣側(cè)的放熱系數(shù)為:正三角形錯(cuò)排管束取C=0.45，普朗特?cái)?shù)管平均面積R22在時(shí)：，，R22在水平管內(nèi)凝結(jié)，C=0.555。根據(jù)管內(nèi)與管外的熱平衡得：，不考慮油膜熱阻，管外污垢（3）冷凝器運(yùn)行時(shí)所需的面積所需換熱管總長(zhǎng)換熱器每排30根，分四排，總120根，取每根長(zhǎng)度為1.6米。則換熱管總長(zhǎng)，還有2.6%的富裕量。冷凝器寬為高為深為(4)風(fēng)量及風(fēng)機(jī)的選擇冷凝器所需風(fēng)量現(xiàn)選軸流式風(fēng)機(jī)YWF500-4，該機(jī)風(fēng)量，風(fēng)壓H=190，功率P=400W,轉(zhuǎn)速。(5)空氣側(cè)流動(dòng)阻力干工況下，氣體流過(guò)叉排管簇時(shí)的阻力可按下式計(jì)算所以所選風(fēng)機(jī)能滿足壓頭要求。4冷凝器圖紙4.1冷凝器二維圖4.1.1冷凝器換熱管、翅片二維圖圖4-1換熱管二維圖圖4-2翅片二維圖4.1.2冷凝器總成二維視圖圖4-3冷凝器總成二維主視圖圖4-4冷凝器總成二維俯視圖圖4-5冷凝器總成二維左視圖4.2冷凝器總成三維視圖圖4-6冷凝器總成三維主視圖圖4-7冷凝器總成三維俯視圖圖4-8冷凝器總成三維左視圖圖4-9冷凝器總成三維等軸側(cè)視圖5結(jié)論本次設(shè)計(jì)的換熱能力為24kW的強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式風(fēng)冷冷凝器符合給定條件的換熱要求，組成該換熱器的各個(gè)部位的結(jié)構(gòu)大小也能相契合。其所用材料也是市面上常見(jiàn)的制作空調(diào)換熱器所使用的材料，方便進(jìn)行換熱器的加工制作。經(jīng)過(guò)傳熱計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校驗(yàn)，并考慮參考了標(biāo)準(zhǔn)管材的規(guī)格數(shù)據(jù)，確定了各部件的尺寸：傳熱管管徑，單管長(zhǎng)1.6m，共120根換熱管，平直鋁肋片長(zhǎng)750mm，寬88mm。所設(shè)計(jì)出的冷凝器滿足條件要求，能在給定的條件下工作并保留了一定的裕度。參考文獻(xiàn)[1]呂明璐,楊鑫,張瑤,莊嚴(yán).換熱器的現(xiàn)狀分析及分類應(yīng)用[J].當(dāng)代化工,2018,47(3):582-584.[2]支浩,湯慧萍,朱紀(jì)磊.換熱器的研究發(fā)展現(xiàn)狀[J].化工進(jìn)展,2009,28:338-342.[3]秦叔經(jīng),葉文邦等.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書換熱器[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.[4]史美中,王中錚.熱交換器原理與設(shè)計(jì)[M].南京:東南大學(xué)出版社,2018.[5]馬義偉,等.空氣冷卻器[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1982.[6]劉巍.冷換設(shè)備工藝計(jì)算手冊(cè)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2008.[7]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì).化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.[8]石文星.小型空調(diào)熱泵裝置設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2013.[9]劉紀(jì)福.翅片管換熱器的原理與設(shè)計(jì)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2013.[10]張慕瑾,史美中,楊賢駿.翅片管換熱器的翅片效率與傳熱性能[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào),1994,24:44-49.致謝光陰似箭歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間四年的大學(xué)生活即將在這為期一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)后結(jié)束。在這四年間我學(xué)到了許多知識(shí)，人也成長(zhǎng)了不少，而在這最后一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我自身更是得到了提高，在學(xué)校時(shí)學(xué)的知識(shí)得到了總結(jié)。這些都得益于指導(dǎo)老師和同學(xué)對(duì)我的幫助。首先要感謝的是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師劉利娜老師，感謝她在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間給我不斷的指導(dǎo)和答疑，使我能夠完成這次重要的畢業(yè)設(shè)計(jì)。其次是要感謝羅老師、饒老師、張老師、廖老師等專業(yè)課的任課老師，感謝他們?cè)诖髮W(xué)期間的孜孜教導(dǎo)，正是在課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，奠定了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。最后還要感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)在我遇到困難時(shí)給予我?guī)椭膹埻瑢W(xué)和林同學(xué)。在此對(duì)各位老師和同學(xué)表以誠(chéng)摯的感謝，感謝你們！附錄附錄Ⅰ外文文獻(xiàn)Designandanalysisofdoublepipecounterflowheatexchanger(condenser)toproducehotwaterasmodificationofairconditionersplitcondenserFarelH.Napitupulu,M.Sabri,FerrySihombing,HVSihombingMechanicalEngineeringDepartment,FacultyofEngineering,UniversitasSumateraUtara,Jl.Almamater,KampusUSU,Medan,20155,Indonesiafarelnapitupulu@Abstract—Thisstudywasconductedtodesignaheatexchangerdoublepipecounterflowasacondensertoproducehotwaterthatcanbeusedforvariouspurposelikeawarmbath.Hotfluidflowsincopperwithcoldfluidflowingintheannulus.ThehotfluidusedisR-22whilethecoldfluidusediswater.Thispipedoubleheatexchangerismeasuring112.04cminlengthby29cminwidthand20.3cminheight.Insideofpipeusingcopperwithdiameter?inch.Andtotallengthofthecopperpipe18.915m.WhileontheannularpipeusingPVCpipewith?inchsize.Thetotallengthoftheannuluspipeis16.128m.Inaddition,heatexchangerisusedtodeterminedheatreleasedbythecondenser,coefficientofperformance(COP)ofvaporcompressioncycle,efficiencyvaporcompressioncycleandtemperatureofthecondenser-generatedhotwater.1IntroductionDevelopmentatthistimeisgrowingveryrapidly.Apartments,hotelsandinnsarecurrentlygrowingrapidly.Oneoftherequiredneedsresultingfromrapidlygrowingdevelopmentiswarmwater.Warmbathwaterhasseveralbenefitsofbloodcirculation,andmadethemusclesbecomemorerelaxedsothatwarmbathbeforebedcanpreventsleepdisturbancesothatsleepbecomesmoresoundly.Inadditiontowarmwater,acoldroomisalsoarequirementofhumansduetotheearth'stemperatureisincreasinglylonger.Oneofthepotentialapplicativeofenergyefficienttechnologyisvaporcompressionrefrigerationcycle[1].Suchas,Airconditioningunit(splitAC).Airconditioningunitknownasprovidecoolingair.ACunitiswidelyusedtocooltheroombuttheheatfromthecondenserfromthesplitairconditionerismostlythrownawayintotheoutsideair.Whereastheheatpotentialofthecondenserisgoodenoughifusedtoheatwaterforthepurposesofawarmbath.TheuseofAirConditioningcombinedasawaterheatergivesbenefits:airconditioningforcomfortableroomzoneandhotwaterforvariouspurposes,sothatitminimizedrequiretheenergycostforheating[2].Win-jetLuoetal.[3]studiedanewmulti-functionheatrecoverysplitairconditionerwithparallelrefrigerant.Inthestudy,plateheatexchangerusedtothewateritcangeneratehotwaterfaster.Jinkaidongetal.[4]studiedonperformanceofamulti-functionaldomesticairconditionerwithintegratedwaterheater.Comparetheperformanceandenergyoftheunmodifiedunitandthemodifiedunit.SaudGhanietal.[5]studiedofusingwatercoolingonthecondenserworking.ItwasshowedeffectofwatercoolingtoincreaseofCOP.RidhuanKemasandIGedeAngga[6]modifythecondenserwheretheblowerisreplacedwithwatertubewherethecondenser.AkhmadFajrinAminantaandDjatmikoIchsani[7]usedtheheatenergyoutofthecompressorbyaddingheatexchangerstoheatwater.JeffryCSO[8],theresearcheraddedwaterheatertothesplitairconditioner.Therefore,theauthorsdesignedandbuiltaheatexchangerwhichisusedasamodifiedACsplitcondenser.Inthisfinalproject,theauthorsdesignedadualflowpipeconverterwhichwillbeusedascondensermodification.Inthisheatexchanger,hotfluidisusedfromrefrigerantwhereascoldfluidusediswatersothatheatfromrefrigerantisnotinvainthrownoutintotheenvironmentthatwillcausetheenvironmentaltemperatureisincreasingbutusedtoheatwaterforvariouspurposessuchasbathingwarmwater.2DesignMethodHeatexchangermakingplaceisdoneontheMahkamahroad,Medan,NorthSumatra.Inthedesignofthiscondenserfirstdeterminedtheabilityandpurposeofthedesignedcondenser.Thedesignedcondenserisintendedtoproducehotwaterandcoolthefreonsoutofthecompressor.Thedesigningisdonebyreviewingthevaporcompressioncyclethensoughtthelengthoftherequiredtube.ThenproceedwithmakingdesignusingCADsoftware.3ResultandDiscussionIndesigningthedimensionsoftheheatexchangedevice,firstdeterminethefluiddatatobeincludedintheheatexchangerandthencalculatedtocalculatethedimensionsofthedesignedheatexchanger.Thesedataareincludedinthefollowingtable:Table1.DataParameterCalculationNo.ParameterSymbolValue1.TemperatureInTCi28oC2.TemperatureOutTCo38oC3.InnerDiameterofChopperpipedi0,00475m4.OuterDiameterofPVCpipedo0,00635m5.InnerDiameterofPVCpipeDi0,0f88m6.PressureonthecondenserPk290psi7.PressureonthecompressorPe60psiFirstlookfirstateachpointoftheidealvaporcompressioncycle.Thendothecalculationtofindthepotentialofheatinrefrijeranwithequation:Qk=m(i2—i3) (1)Afterthat,Reynoldcalculatedfor2phasesofrefrigerantusingequations:(2)(3)(4)AfterthatfindNusseltnumberfromrefrigerantwithequation：(5)Then,lookfortheheattransfercoefficientinrefjieranbyusingthefollowingequation:(6)ThenreviewedagainonthewaterfluidascoldfluidsoughtinadvancetheaveragetemperatureofrefrijeranthencontinuedtolookforReynoldnumbersbyusingthefollowingequation:(7)iftheReynoldnumberislessthan2300hencethelaminarflowandtofindNusseltnumberintheannulussectionusingthetablebelow:Table2.NusseltlaminarflowDi/DoNuiNuo0-3,660,0517,464,060,1011,564,110,257,374,230,505,744,43 Afterthatnewlysoughtcoefficientofheattransferinwaterwithequation:(8)Then,anewthermalexpansioncoefficientissummarizedusingtheequation:(9)Thentofindthelengthoftheheatexchangerneededistousethisequation:WithThisiswasdesigndrawingheatexchangerusingCADsoftware:Figure1.DesignheatexchangerdoublepipeThisisPictureofheatexchangerafterwasfinished:Figure2.HeatexchangerdoublepipeFigure3.HeatexchangerafterassembledThenwasanalyzedwithvariationofcoldwatertemperature28oCwhichresultscanbeseeninthegraphbelow.Ineachtestcarriedoutduring1houror60minute.Inaddition,itisalsovariedintheflowrateoftheincomingcoldfluid0,6L/min,0,8L/min,1L/min.545453525f504948470204060800,60,8fFigure4.Distributionofmaximumcondenseroutletwatertemperatureatmassflowrateof0.6L/min,0.8L/min,1L/minandwaterentrytemperatureat28?C65,75,45,f4,84,54,23,93,63,33COPideal0,50,60,70,80,9 f f,fFlowrate(L?min)Hereisagraphof65,75,45,f4,84,54,23,93,63,33COPideal0,50,60,70,80,9 f f,fFlowrate(L?min)Figure5.COPtemperature36?C4ConclusionTheconclusionsofthisheatexchangerdesignare:Ithasbeendesignedandbuiltaconverterdualflowheatexchangeheaterusedasacondensermodificationtoproducehotwater.Thisdoublepipeheatexchangerismeasuring112.04cminlengthby29cminwidthand20.3cminheight.Theinnerpipeusesa?inchdiametercopperpipe.Withatotallengthofcopperpipe18,915m.WhileontheannularpipeusingPVCpipewith?inchsize.Thetotallengthoftheannuluspipeis16.128m.Ithasbeendesignedandbuilttheframeworkofheatexchangerbyusinganangleofironwithalengthof0.8m,widthof0.4mandaheightof55cm.Thehighestheatreleasedbythecondenseriswhenthewatertemperatureentersthecondenser28oCandthemassflowrateofcoolingwateris1l/minat1.427KJ/s.Thebestperformancecoefficient(COPactual)obtainedfromtheresearchresultsiswhenthecoolingwaterenterthecondenser28oCandthemassflowrateof0.8l/minof3.906.Thehighestefficiencyobtainedfromtheresearchresultsiswhenthecoolingwaterenterthecondenser36oCandthemassflowrateof0.8l/minthatisequalto80.3%.Themaximumhotwatertemperatureobtainedfromtheresearchresultsiswhenthecoolingwaterentersthecondenser36oCandatthemassflowrateof0.6l/minthatisequalto56.3oC.附錄Ⅱ外文譯文空調(diào)分流式冷凝器改型雙管逆流換熱器（冷凝器）的設(shè)計(jì)與分析FarelH.Napitupulu,M.Sabri,FerrySihombing,HVSihombingMechanicalEngineeringDepartment,FacultyofEngineering,UniversitasSumateraUtara,Jl.Almamater,KampusUSU,Medan,20155,Indonesiafarelnapitupulu@摘要—進(jìn)行這項(xiàng)研究的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)熱交換器雙管逆流作為冷凝器，以產(chǎn)生可用于多種目的的熱水，例如熱水浴。熱流體在銅中流動(dòng)，而冷流體在環(huán)空中流動(dòng)。使用的熱流體是R-22，而使用的冷流體是水。該管道雙熱交換器的長(zhǎng)度為112.04厘米，寬為29厘米，高20.3厘米。管道內(nèi)部使用直徑為?英寸的銅。銅管總長(zhǎng)度為18.915m。在環(huán)形管道上時(shí)，請(qǐng)使用尺寸為1/2英寸的PVC管。環(huán)管的總長(zhǎng)度為16.128m。另外，熱交換器用于確定冷凝器釋放的熱量，蒸汽壓縮循環(huán)的性能系數(shù)（COP），有效蒸汽壓縮循環(huán)以及冷凝器產(chǎn)生的熱水的溫度。1介紹現(xiàn)如今科技的發(fā)展非常迅速。公寓，酒店和旅館目前正在迅速發(fā)展?？焖侔l(fā)展帶來(lái)的需求之一是溫水。溫暖的沐浴水具有血液循環(huán)的多種益處，并使肌肉變得更加放松，因此睡前溫暖的沐浴可以防止睡眠障礙，從而使睡眠更加充實(shí)。除了熱水以外，由于地球的溫度越來(lái)越高，因此寒冷的房間也是人類的要求。節(jié)能技術(shù)的潛在應(yīng)用之一是蒸汽壓縮制冷循環(huán)。如，空調(diào)單元（分體式交流）。被稱為提供冷卻空氣的空調(diào)單元。交流單元廣泛用于為房間制冷，但是來(lái)自分體式空調(diào)的冷凝器產(chǎn)生的熱量大部分被散發(fā)到室外空氣中。冷凝器的熱量潛力足夠大，如果用于加熱熱水以達(dá)到熱水浴的目的。使用空調(diào)作為熱水器可帶來(lái)以下好處：舒適房間區(qū)域的空調(diào)和各種用途的熱水，因此最小化需要加熱的能源成本。羅永杰等人研究了一種新型的帶有平行制冷劑的多功能熱回收分體式空調(diào)。在研究中，用于水的板式熱交換器可以更快地產(chǎn)生熱水。金開(kāi)東等研究了帶有集成熱水器的多功能家用空調(diào)的性能。比較未修改單元和修改后單元的性能和能量。SaudGhani等研究了在冷凝器工作時(shí)使用水冷。顯示出水冷對(duì)COP增加的影響。RidhuanKemas和IGedeAngga修改了冷凝器，將鼓風(fēng)機(jī)替換為冷凝器的水管。AkhmadFajrinAminanta和DjatmikoIchsani通過(guò)添加熱交換器加熱水來(lái)利用壓縮機(jī)中的熱能。JeffryCSO，研究人員在分體式空調(diào)器中增加了熱水器。因此，作者設(shè)計(jì)并建造了一種熱交換器，該熱交換器用作改進(jìn)的交流分流式冷凝器。在這個(gè)最終項(xiàng)目中，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)雙流管轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將用作冷凝器的改進(jìn)。在該熱交換器中，制冷劑使用的是熱流體，而冷水是使用的水，因此制冷劑的熱量不會(huì)白白浪費(fèi)到環(huán)境中，這會(huì)導(dǎo)致環(huán)境溫度升高，但會(huì)被用于加熱各種水，例如洗澡溫水。2設(shè)計(jì)方法換熱器的制造地點(diǎn)在北蘇門答臘棉蘭的Mahkamah路上。在設(shè)計(jì)這種冷凝器時(shí)，首先要確定所設(shè)計(jì)冷凝器的能力和用途。設(shè)計(jì)的冷凝器旨在產(chǎn)生熱水并冷卻壓縮機(jī)中的氟利昂。通過(guò)查看蒸汽壓縮周期，然后尋找所需管的長(zhǎng)度來(lái)完成設(shè)計(jì)。然后繼續(xù)使用CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。3結(jié)果與討論在設(shè)計(jì)熱交換裝置的尺寸時(shí)，首先確定要包含在熱交換器中的流體數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行計(jì)算以計(jì)算設(shè)計(jì)的熱交換器的尺寸。這些數(shù)據(jù)包含在下表中：表1.數(shù)據(jù)參數(shù)計(jì)算No.ParameterSymbolValue1.TemperatureInTCi28oC2.TemperatureOutTCo38oC3.InnerDiameterofChopperpipedi0,00475m4.OuterDiameterofPVCpipedo0,00635m5.InnerDiameterofPVCpipeDi0,0f88m6.PressureonthecondenserPk290psi7.PressureonthecompressorPe60psi首先先看一下理想蒸氣壓縮循環(huán)的每個(gè)點(diǎn)。然后通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算，以找到refrijeran中的熱勢(shì)：Qk=m(i2—i3) (1)之后，使用以下雷諾數(shù)公式計(jì)算兩相制冷劑：(2)(3)(4)之后，用等式從制冷劑中找到努塞爾數(shù)：(5)然后，使用以下公式尋找refjieran中的傳熱系數(shù)：(6)然后再次檢查水流體是否為冷流體，以求出refrijeran的平均溫度，然后繼續(xù)使用以下公式尋找雷諾數(shù)：(7)如果雷諾數(shù)小于2300，則表示層流，并使用下表在環(huán)空部分中找到Nusselt數(shù)：Table2.NusseltlaminarflowDi/DoNuiNuo0-3,660,0517,464,060,1011,564,110,257,374,230,505,744,43 然后，使用以下公式總結(jié)新的熱膨脹系數(shù)：(8)然后，使用以下公式總結(jié)新的熱膨脹系數(shù)：(9)然后使用以下公式查找所需的熱交換器長(zhǎng)度：這是使用CAD軟件的設(shè)計(jì)的熱交換器圖紙：圖1.設(shè)計(jì)熱交換器雙管這是完成后的熱交換器的圖片：圖2.雙管熱交換器圖3.組裝后的熱交換器然后用28℃的冷水溫度變化進(jìn)行分析，其結(jié)果可在下圖中看到。在每次測(cè)試中進(jìn)行1小時(shí)或60分鐘。此外，流入的冷流體的流量也有變化，即0.6L/min，0.8L/min，1L/min。545453525f504948470204060800,60,8f圖4.質(zhì)量流量為0.6L/min，0.8L/min，1L/min的最高冷凝器出口水溫度和28condenserC的進(jìn)水溫度的分布這是在28°C溫度下實(shí)際COP與理想COP的比較圖。665,75,45,f4,84,54,23,93,63,33COPideal0,50,60,70,80,9 f f,fFlowrate(L?min)圖5.COP溫度36?C4結(jié)論該熱交換器設(shè)計(jì)的結(jié)論是：G：已設(shè)計(jì)并建造了一個(gè)轉(zhuǎn)換器雙流熱交換加熱器，用作冷凝器的改進(jìn)以產(chǎn)生熱水。H：此雙管換熱器的長(zhǎng)度為112.04厘米，寬為29厘米，高20.3厘米。內(nèi)管使用1/4英寸直徑的銅管。銅管總長(zhǎng)度為18915m。在環(huán)形管道上時(shí)，請(qǐng)使用尺寸為1/2英寸的PVC管。環(huán)管的總長(zhǎng)度為16.128m。I：通過(guò)使用長(zhǎng)0.8m，寬0.4m，高55cm的鐵角設(shè)計(jì)并建造了熱交換器的框架。J：冷凝器釋放的最高熱量是當(dāng)水溫進(jìn)入冷凝器28oC且冷卻水的質(zhì)量流量為1.427KJ/s時(shí)為1l/min。K：從研究結(jié)果中得出的最佳性能系數(shù)（COP實(shí)際值）是當(dāng)冷卻水進(jìn)入冷凝器28oC且質(zhì)量流量為0.8l/min時(shí)為3.906的時(shí)候。L：從研究結(jié)果中獲得的最高效率是當(dāng)冷卻水進(jìn)入冷凝器36oC，質(zhì)量流率為0.8l/min時(shí)等于80.3％。從研究結(jié)果中獲得的最高熱水溫度是冷卻水進(jìn)入冷凝器的溫度為36oC且質(zhì)量流量為0.6l/min時(shí)等于56.3oC。

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一、準(zhǔn)備工作:

如何重裝電腦系統(tǒng)

首先，在啟動(dòng)電腦的時(shí)候按住DELETE鍵進(jìn)入BIOS，選擇AdvancedBIOSFeatures選項(xiàng)，按Enter鍵進(jìn)入設(shè)置程序。選擇FirstBootDevice選項(xiàng)，然后按鍵盤上的PageUp或PageDown鍵將該項(xiàng)設(shè)置為CD-ROM，這樣就可以把系統(tǒng)改為光盤啟動(dòng)。

其次，退回到主菜單，保存BIOS設(shè)置。（保存方法是按下F10，然后再按Y鍵即可）

1.準(zhǔn)備好WindowsXPProfessional簡(jiǎn)體中文版安裝光盤,并檢查光驅(qū)是否支持自啟動(dòng)。

2.可能的情況下，在運(yùn)行安裝程序前用磁盤掃描程序掃描所有硬盤檢查硬盤錯(cuò)誤并進(jìn)行修復(fù)，否則安裝程序運(yùn)行時(shí)如檢查到有硬盤錯(cuò)誤即會(huì)很麻煩。

3.用紙張記錄安裝文件的產(chǎn)品密匙(安裝序列號(hào))。

4.可能的情況下，用驅(qū)動(dòng)程序備份工具(如:驅(qū)動(dòng)精靈2004V1.9Beta.exe)將原WindowsXP下的所有驅(qū)動(dòng)程序備份到硬盤上(如∶F:Drive)。最好能記下主板、網(wǎng)卡、顯卡等主要硬件的型號(hào)及生產(chǎn)廠家，預(yù)先下載驅(qū)動(dòng)程序備用。

5.如果你想在安裝過(guò)程中格式化C盤或D盤(建議安裝過(guò)程中格式化C盤)，請(qǐng)備份C盤或D盤有用的數(shù)據(jù)。

二、用光盤啟動(dòng)系統(tǒng):

(如果你已經(jīng)知道方法請(qǐng)轉(zhuǎn)到下一步),重新啟動(dòng)系統(tǒng)并把光驅(qū)設(shè)為第一啟動(dòng)盤,保存設(shè)置并重啟。將XP安裝光盤放入光驅(qū),重新啟動(dòng)電腦。剛啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)如下圖所示時(shí)快速按下回車鍵，否則不能啟動(dòng)XP系統(tǒng)光盤安裝。如果你不知道具體做法請(qǐng)參考與這相同的-->如何進(jìn)入純DOS系統(tǒng):

光盤自啟動(dòng)后,如無(wú)意外即可見(jiàn)到安裝界面,將出現(xiàn)如下圖1所示

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全中文提示,“要現(xiàn)在安裝WindowsXP,請(qǐng)按ENTER”，按回車鍵后,出現(xiàn)如下圖2所示

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許可協(xié)議,這里沒(méi)有選擇的余地，按“F8”后如下圖3

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這里用“向下或向上”方向鍵選擇安裝系統(tǒng)所用的分區(qū)，如果你已格式化C盤請(qǐng)選擇C分區(qū)，選擇好分區(qū)后按“Enter”鍵回車，出現(xiàn)下圖4所示

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這里對(duì)所選分區(qū)可以進(jìn)行格式化,從而轉(zhuǎn)換文件系統(tǒng)格,或保存現(xiàn)有文件系統(tǒng),有多種選擇的余地,但要注意的是NTFS格式可節(jié)約磁盤空間提高安全性和減小磁盤碎片但同時(shí)存在很多問(wèn)題MacOS和98/Me下看不到NTFS格式的分區(qū),在這里選“用FAT文件系統(tǒng)格式化磁盤分區(qū)(快),按“Enter”鍵回車，出現(xiàn)下圖5所示

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格式化C盤的警告,按F鍵將準(zhǔn)備格式化c盤,出現(xiàn)下圖6所示

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由于所選分區(qū)C的空間大于2048M(即2G),FAT文件系統(tǒng)不支持大于2048M的磁盤分區(qū),所以安裝程序會(huì)用FAT32文件系統(tǒng)格式對(duì)C盤進(jìn)行格式化,按“Enter”鍵回車，出現(xiàn)下圖7所示

查看原圖圖7中正在格式化C分區(qū);只有用光盤啟動(dòng)或安裝啟動(dòng)軟盤啟動(dòng)XP安裝程序,才能在安裝過(guò)程中提供格式化分區(qū)選項(xiàng)；如果用MS-DOS啟動(dòng)盤啟動(dòng)進(jìn)入DOS下,運(yùn)行i386\winnt進(jìn)行安裝XP時(shí),安裝XP時(shí)沒(méi)有格式化分區(qū)選項(xiàng)。格式化C分區(qū)完成后,出現(xiàn)下圖8所示

被過(guò)濾廣告

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圖8中開(kāi)始復(fù)制文件,文件復(fù)制完后，安裝程序開(kāi)始初始化Windows配置。然后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)在15秒后重新啟動(dòng)。重新啟動(dòng)后,出現(xiàn)下圖9所示

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9

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過(guò)5分鐘后，當(dāng)提示還需33分鐘時(shí)將出現(xiàn)如下圖10

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區(qū)域和語(yǔ)言設(shè)置選用默認(rèn)值就可以了，直接點(diǎn)“下一步”按鈕，出現(xiàn)如下圖11

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這里輸入你想好的姓名和單位，這里的姓名是你以后注冊(cè)的用戶名，點(diǎn)“下一步”按鈕，出現(xiàn)如下圖12

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如果你沒(méi)有預(yù)先記下產(chǎn)品密鑰（安裝序列號(hào)）就大件事啦！這里輸入安裝序列號(hào)，點(diǎn)“下一步”按鈕，出現(xiàn)如下圖13

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安裝程序自動(dòng)為你創(chuàng)建又長(zhǎng)又難看的計(jì)算機(jī)名稱,自己可任意更改，輸入兩次系統(tǒng)管理員密碼，請(qǐng)記住這個(gè)密碼，Administrator系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)中具有最高權(quán)限，平時(shí)登陸系統(tǒng)不需要這個(gè)帳號(hào)。接著點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖14

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日期和時(shí)間設(shè)置不用講,選北京時(shí)間，點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖15

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開(kāi)始安裝,復(fù)制系統(tǒng)文件、安裝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，很快出現(xiàn)如下圖16

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讓你選擇網(wǎng)絡(luò)安裝所用的方式，選典型設(shè)置點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖17

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點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖18

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繼續(xù)安裝，到這里后就不用你參與了，安裝程序會(huì)自動(dòng)完成全過(guò)程。安裝完成后自動(dòng)重新啟動(dòng)，出現(xiàn)啟動(dòng)畫面，如下圖19

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第一次啟動(dòng)需要較長(zhǎng)時(shí)間，請(qǐng)耐心等候，接下來(lái)是歡迎使用畫面，提示設(shè)置系統(tǒng)，如下圖20

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點(diǎn)擊右下角的“下一步”按鈕，出現(xiàn)設(shè)置上網(wǎng)連接畫面，如下圖21所示

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點(diǎn)擊右下角的“下一步”按鈕，出現(xiàn)設(shè)置上網(wǎng)連接畫面，如下圖21所示

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這里建立的寬帶撥號(hào)連接,不會(huì)在桌面上建立撥號(hào)連接快捷方式,且默認(rèn)的撥號(hào)連接名稱為“我的ISP”(自定義除外);進(jìn)入桌面后通過(guò)連接向?qū)Ы⒌膶拵芴?hào)連接,在桌面上會(huì)建立撥號(hào)連接快捷方式,且默認(rèn)的撥號(hào)連接名稱為“寬帶連接”(自定義除外)。如果你不想在這里建立寬帶撥號(hào)連接,請(qǐng)點(diǎn)擊“跳過(guò)”按鈕。

在這里我先創(chuàng)建一個(gè)寬帶連接,選第一項(xiàng)“數(shù)字用戶線(ADSL)或電纜調(diào)制解調(diào)器”,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖22所示

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目前使用的電信或聯(lián)通(ADSL)住宅用戶都有帳號(hào)和密碼的,所以我選“是,我使用用戶名和密碼連接”,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖23所示

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輸入電信或聯(lián)通提供的帳號(hào)和密碼,在“你的ISP的服務(wù)名”處輸入你喜歡的名稱,該名稱作為撥號(hào)連接快捷菜單的名稱,如果留空系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建名為“我的ISP”作為該連接的名稱,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖24所示

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已經(jīng)建立了撥號(hào)連接,微軟當(dāng)然想你現(xiàn)在就激活XP啦,不過(guò)即使不激活也有30天的試用期,又何必急呢?選擇“否,請(qǐng)等候幾天提醒我”,點(diǎn)擊“下一步