冷凝器課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：換熱器課程設(shè)計(jì)能源與動(dòng)力工程學(xué)院熱能與動(dòng)力專業(yè)學(xué)生姓名：張XX學(xué)號(hào)：U指導(dǎo)教師：李何達(dá)成時(shí)間：華中科技大學(xué)目錄33455R134a78910一．設(shè)計(jì)題目風(fēng)冷式空調(diào)器的換熱器設(shè)計(jì)。室外側(cè)進(jìn)風(fēng)溫度35度，冷凝溫度47度，過(guò)冷度5度，室內(nèi)側(cè)進(jìn)風(fēng)干球溫度27度，濕球溫度度，蒸發(fā)溫度7度，過(guò)熱度5度，壓縮機(jī)指示效率。換熱器種類：冷凝器。制冷劑：R134a。系統(tǒng)制冷量：Q0=2800W。Q=2800W0二：冷凝負(fù)荷計(jì)算依據(jù)題目供給的數(shù)據(jù)查R134a的壓焓圖，以下列圖所示，查R134a壓焓圖得t6=70Ch6=403kj/kgt1=12t4=42

CC

h1=406kj/kgh2s=433kj/kgh4=h5=261kj/kgh2sh1i0.75得h2=442kj/kgh2h1又制冷劑質(zhì)量流量Q02.8qmh50.0193kg/sh1406261冷凝器的熱負(fù)荷Qkqm(h2h4)0.0193*(442261)3.49kw三．冷凝器的構(gòu)造規(guī)劃及相關(guān)參數(shù)○1肋片及傳熱管尺寸設(shè)置傳熱管采納Ф10mm*的紫銅管，則d0=,di=,肋片采納平直翅片（鋁片），片厚δf=,肋片間距Qk3.49kwSf=2mm.取氣流方向的排數(shù)為n=2，管排方式采納正三角形擺列，管間距s1=25mm，排間距s2=，片,寬L=ns2=2×=43mm○2單位表面積及肋片系數(shù)計(jì)算套平后翅片間傳熱管部分的外徑dbd02f0.012*0.15*1030.0103m故管外肋片單位表面積為ff2(s1s2db2/4)2(0.025*0.022*0.0103/4)0.4579msf0.002n=2肋間管外單位表面積為fb

db(1

fsf

)

*0.0103*(1

0.0015/0.002)

0.0299m管外單位表面積為ftfffb0.4878m管內(nèi)單位表面積為fidi故肋化系數(shù)為ff

ti

0.48780.0283

=17.24四．空氣出入冷凝器的溫差及風(fēng)量已知入口溫度ta1=35℃，取空氣出入口溫差為ta=ta2-ta1=6℃，ta2=41℃,則定性溫度tam=38℃，據(jù)此查空氣的熱物性表，ta=6℃3得：密度m=kg/m定壓比熱容cpa=(㎏?K)，運(yùn)動(dòng)粘度-62m=×10m/s，熱導(dǎo)率：-2W/(m?K)，m=×10則空氣流量qvaQk3.490.51m3/smcpata1.135*1.005*6qva=s五．肋片效率及空氣側(cè)傳熱系數(shù)依據(jù)肋片參數(shù)，冷凝器的空氣最窄流通面積與迎風(fēng)面積之比為(sff)(s1db)(20.15)(2510.3)0.5439s1sf25*2wf=s取迎風(fēng)面速度wf=s，則最小流通面的風(fēng)速wmaxwf4.596m/s當(dāng)量直徑deq2(s1db)(sff)2(2510.3)*(20.15)sds3.286mm2510.320.151bff空氣的雷諾數(shù)為Refwmaxdeq4.596*3.286*103901vm16.768*106單元空氣流道長(zhǎng)徑比L0.043313.18deq33.286*10依據(jù)附錄D-1中流體流過(guò)整張平套片管簇的換熱公式有L0.000425(L)23*106(L)30.280deqdeqdeqA(1.360.24Ref)0.3201000n0.45L0.5370.0066( )deqm0.28Ref0.2080.081000平直翅片的管表面面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為01.1mcRefn(L)m66.28w/(m2k)deqdeq對(duì)叉排'1.2710.3s10.025db2.4270.0103'2.579

L13.18deq66.28w/(m2k)肋片當(dāng)量高度為h'db('1)(10.35ln')0.0108282肋片特征參數(shù)202*66.2865.98m203*0.15*103ff此中203w/(mk)肋片效率tanh(mh)f0.863mh故冷凝器的表面面效率為ffffbs0.871ft0.4878當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)js00.871*66.2857.73w/(m2k)六.管內(nèi)R134a冷凝時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算○1假定管壁的溫度tw=℃則均勻溫度為twtk46℃tm2依據(jù)R22管內(nèi)冷凝的換熱相關(guān)計(jì)算公式依據(jù)tm=46℃,查表得131419.7,B=(B=(9.81/4mm957kg/m3,76.6mw/(mk),u89.75uPas)

0.87157.73w/(m2k)代入，有1

1i

0.683*19.7*81.90*0.009

4(tk

tw)

413577.8(tk

tw)

4由熱均衡可得管壁溫度均衡方程：idi(tktw)jft(twtam)1即

3577.8(tk

tw)

4*

*0.009*(tk

tw)

57.73*0.4878*(tw

38)整理得3101.16(47tw)428.16(tw38)*由試湊法得tw=℃時(shí)，等式建立。故管內(nèi)冷凝傳熱系數(shù)*=℃tw112905.3w/(m2k)2905.3i3577.8(47tw)43577.8*(4744.7)4iw/(m2k)七.計(jì)算所需傳熱面積○1考慮到傳熱管為銅管,取傳熱管導(dǎo)熱熱阻、接觸熱阻和污垢熱阻之和以管外面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)為kof117.24135.64w/(m2k)10.0048102905.357.73ij對(duì)數(shù)均勻溫差為t2t14135℃tmln478.66lntkt135tkt24741○2所需管外面積及構(gòu)造參數(shù)管外面積Qk28009.07m2Aof9.07m2Aoftm35.64*8.66kof故所需肋片管的總長(zhǎng)度Aof9.07L18.59mft0.4878○3確立空冷冷凝器的構(gòu)造外形尺寸冷凝器每列管數(shù)20根，總管數(shù)40根，單管有效長(zhǎng)度,總有效管長(zhǎng)為40*=,裕度為﹪.冷凝器高度為H=20*=,實(shí)質(zhì)迎風(fēng)面的面積A=*=實(shí)質(zhì)迎風(fēng)面的風(fēng)速H=qva0.51w2.22m/sA0.23故實(shí)質(zhì)風(fēng)速與初取值靠近，設(shè)計(jì)合理A=八.空氣側(cè)阻力計(jì)算及選擇風(fēng)機(jī)空氣流動(dòng)阻力1.2gA(L)(mwmax)1.7deq1.71.2*9.81*0.0113*13.18*(1.135*4.596)取△P=30Pa該冷凝器需要風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量Va=s.風(fēng)機(jī)全壓stdg=30