制冷原理与应用课程设计Word格式文档下载.docx
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管内R22的蒸发温度to=6C;
蒸发器负荷q°
=20KW。
制
冷工质R22质量流速g=140kg/（m2•s）。
所采用铜管的直径厚度，铜
管排列方式，铜管水平方向间距和竖直方向间距均与教材205页例题中条件一致。
沿空气流动方向管排数Nc=3排，每排管数Nb=32。
要求：
最后连同封面和设计任务书，加上自己做的设计说明书，一起打印。
另用CAD软件画图，画出设计的表面式蒸发器的正视图和侧视图。
（1）选定蒸发器的结构参数：
纯铜光管外径do9.52mm,钢管厚度t0.35mm；
翅片选用铝套片，厚度f0.115mm,翅片间距Sf1.8mm；
铜管排列方式为正三角形叉排；
翅片形式为开窗，翅片用亲水膜处理；
铜管水平方向间距S125.4mm，铜管竖直方向间距S222mm。
（2）蒸发器的尺寸参数：
沿流动方向管排数Nc3排，每排管数N=32O
（3）蒸发器的几何参数计算:
翅片为平直套片，套片后的管外径:
铜管内径:
单位长度翅片面积:
单位长度翅片间管外表面积:
单位长度翅片管总面积：
A2A2A20.566m2/m
翅片管肋化系数：
A2A2°
56620.44
A1di0.00882
（4）确定空气在蒸发器内的状态变化过程：
根据给定的空气进出口温度由湿空气的焓湿图可得进风点：
h57.91kJ/kg,di12.42g/kg;
出风点:
h250.69kJ/kg,d211.61g/kg。
在湿空气焓湿图上连接状态点1和2,并延长与饱和空气线相交与
饱和点4,示意图如下图所示。
该点的参数是：
h442.37kJ/kg,d410.77kJ/kg,t415°
C。
在蒸发器中空气的平均比焓：
在焓湿图上按过程线与平均比焓点h353.93kJ/kg线的交点读得：
d312.10g/kg,t323.2C。
析湿系数可由下式确定，即：
（5）空气侧换热系数计算：
假定迎面风速uf2.1m/s
1）空气的物性。
已知蒸发器空气入口干球温度为tf126C,空气出
口干球温度tf221C,可确定空气物性的平均温度为：
空气在tm23.5C下的热物性为：
vf15.48*10-6m2/s,f0.0257W/mk,f1.19kg/m3,Cpa1.0065kJ/kgC。
2）最窄截面处空气流速。
3）空气侧表面传热系数。
空气侧的雷诺数为：
由式Nu仝CRen-L"
推得空气侧表面传热系数：
deq
因为0.518-0.02315—0.00425—3106―0.1852
deqdeqdeq
代入上式得：
C=0.220
n=0.45+0.0066—0.5931,m=-0.28+0.08空-0.2228
deq1000
贝卩：
o46.2Wm2k
铜管叉排的修正系数为1.1，开窗片的修正系数为1.3，则空气侧表
面传热系数为：
4）空气侧当量表面传热系数。
对于叉排翅片管簇，有：
-2.6051
db
计算等效半径：
空1.27、A0.32.7681
rb.B
式中，A,B分别为六角形长对边距离与短对边的距离，正六角形时，
A=B
由彳tanhmh计算翅片效率：
mh
计算翅片当量高度：
则翅片效率：
f0.7744
表面效率：
s1仝1f0.786
A2
空气侧当量表面传热系数为：
fos72.65w/m2k
（6）冷媒侧表面传热系数计算设R22进入蒸发器的干
度
X10.16，出口蒸发器时X21.0，汽化热r=206kJ/kg，则R22
的总流量为:
R22的总流通截面积：
A兰8.26*10-4m2
g
每根管子的有效流通截面积：
Ai-dL6.1067*10-5m2
4
蒸发器得分路数：
ZA13.5，取Z=14
Ai
每一路的R22流量：
qd聖0.008256kg/s
Z
0.20.6
R22在管内蒸发时表面传热系数可参照岭并考虑到管内蒸发
压力变化后的修正式为：
式中，Per为制冷剂临界压力。
如果是螺纹管，表面传热系数则需乘以系数1.2。
由于R22与润滑油相互溶解，可忽略管内侧污垢。
取翅片测污垢热绝热系数为0.001（m2k）/w,翅片与管壁间接触热绝缘系数之和为2.510-3（mk）/w。
得肋侧总表面积为基准的传热系数为：
外表面的热流量：
需要的传热面积为：
需要的总管路长为：
R22在管内蒸发的阻力为:
不同的制冷剂的最优流动阻力po可按表6-13取值
制冷
剂
蒸发温度厂C
管内
径
/mm
R22
5
7.0
10.333
0.57
13.521
0.74
15.997
0.88
18.017
0.99
9.0
11.575
0.63
15.125
0.83
17.887
0.98
20.160
1.10
R134a
9.579
0.79
12.766
1.05
15.134
1.24
17.052
1.40
10.713
14.291
1.18
16.905
1.39
19.072
1.57
R410a
10.856
0.36
14.463
0.48
17.109
19.258
0.64
12.145
0.41
16.193
0.54
19.163
21.575
0.72
R22在管内蒸发时蒸发温度的降低值:
to
式中，poto1c为蒸发温度为-1c时蒸发温度随蒸发压力的变化率
经过计算可得：
上0.0631C/Pa
poto1C
于是to0.0613Po2.048q-0.09C
故实际传热温差为:
采用迭代法解上式可得：
qi11330w/m2
因此外表面热流密度：
qo<
5543w/m2
冷媒侧的表面传热系数：
2
i2257.26w/（mk）
传热系数：
K32.6w/（m2k）
工质压降：
po14kPa
蒸发温度下降值：
to0.88C
实际的传热温差为：
tm16.9C
所需要的传热面积
Qo2
Af36.2m2
q。
实际所需要翅片管总长为:
l63.98m
（7）确定蒸发器的结构尺寸:
蒸发器长：
IA1.52m
NbNc
高：
|bNbS0.36m
宽:
|cNcS20.066m
Qo
风量为:
3
2.616m/s
fCpatf2tf1
迎风面积为：
AyIa|b0.55m2
实际迎面风速为：
w乞4.76m/s
Ay
与原假设的风速相符，不在另作计算。
（8）
阻力计算：
空气侧阻力：
Pf9.81―Wmax1.724.7Pa
亲水膜取0.007。
铝片数量：
Nf
t844片
铝片重量：
mF
A/2
Afl
2.71035.9kg
铜管重量：
mt
ld2
di2
5.72kg
48.89
103
参考书：
⑴王志远.制冷原理与应用[M].机械工业出版社，2013,北京.
⑵张小松.制冷技术与装置设计[M].重庆大学出版社，2008,重庆.
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