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1、冷凝器贮液器剂管路的设计4.2风冷冷凝器的设计计算4.2.1原始数据由给定条件，现需设计一台制冷量为60kW的R22空气冷凝器。冷凝温度：进风温度：5=35?C出风温度：心=43?C4.2.2初步规划选用016x1.0的纯铜管，成正三角形排列【2；管间距儿=35”，排间距归=30.3“；肋片为平直铝套片，肋间距$厂2.5件沿气流方向管排数“4；片宽L=nXS2如下图:图4.2翅片管冷凝器侧面截图设计两片，成V字形，每片热负荷为35.9KWo4.2.3结构的初步规划及有关参数各部分单位管长面积为2】：肋片面积：ff=2(Sx巾一兀/4xi/J)/Sy=0.6815/w2/m肋片基管面积：fb=A
2、xdbX(l-df/sf)=3.14159xl6.3xlO_3x(l-0.2/0.25)=0.04814zn2/m肋管外总表面积：=0.6815+0.04814加彳/加=0.7296/加肋管内表面积：fi=M=3.14159X(161.0X2)X10“加2/用=0.04398m2/m肋化系数：P=fJft=16.8854.2.4进出换热器的温差及风量温差：=02-01风量2】：匕=纟35.9X23z=m/s1.0995X1.005X8=822mIs(4.2a)io其中定性温度pm=.0995kg/nr%=l?005w/伙g?k)425肋片效率及空气侧换热系数的计算QI:根据肋片参数，冷凝器的空
3、气最小流通面积观“与迎风面积之比AninAf5|xsf(35-16?3)x(250?15)35x2.5=0.5022(4.2b)考虑降噪节能等因素取迎面风速2.,则最小流通面风速：r&=*；faJ=5.575/77/5当量直径：(最小流通面的面积与周长之比)=2x(35-163)x(2.5-0.15)/(35-16.3+2.5-05)=4.17mm空气的雷诺数：IVVdRe=_max5.575x4.17517.5X10-6=1330.1663单元空气流道长径比根据流体横向流过肋片管簇的的整张平套片换热计算公式A=0.518-0.0231+0.000425()2-3x10純)3J%deq=0.1
4、307C=A-(1.36-()24XRA)1000=0.136177=0.45+0.0066=0.6416Rc加=七28+0?08?一f-1000=-0.1736批注：以上两个公式m和“应该互换所以，管外的表面传热系数引：兔=1.1?字.CRe/.&r*=53?32w/(?k)对于叉排，有=1.270/1-0.3p=A-=2.147故：p=2.282肋片当量高度：h=x(p-1)x(1+0.35xInp)2=X(2.282-l)x(l+0.35xln2.282)2肋片特性系数12】：I2x53.3189V203x0.15x10=59.1782(4.2e)肋片效率I?】：m=I2x53.3189
5、Q203x0.15x10“=59.17&2产(4.2f)肋片效率：th(mh)mh？(59.1782x13.46x10-3)59.1782x13.46xIO-3=0.8312冷凝器外表面效率I?】：_皿+办久T_0.6815x0.8312+0.048140.7296=0.84234.2.6竇内R22冷凝时的表面换热系数首先，设管壁温度：则2/:.=47.03?C,在该温度下r.4=19.87,乞=67.554代入式子计算换热系数勺2:=2664.93（-人.）丁（4.2g）4.2.7管壁温度的计算忽略薄壁铜管热阻和管与肋片之间的接触热阻，则管内外平衡关系为4叫（一尸=侶-心）3即：2664.9
6、3x0.04398x（-丿=0.8423x53.32x0.7296x（tw一39）3即：117.21（50-tJ7=32.77x（h-39）（4.2h）用是试凑法得：人=47.06?与所设:=47069相近，所以所选壁温合适。4.2.8所需面积的计算F:一0+=28?38w/（？&）其中：a,=2664.93x(50-47.03)4=2030fm(0.7296+.04398)=1.286取.%=0.04=1.0x1()7加4.2.9平均温差的计算(rd1一G)fk-G-8oc二5035In50-43=8.44.2.10所需的管外传热面积及结构参数g心359002=nr28.38x8.4=150
7、w2所需翅片管总长度:L=乙=-m=205.6/7/；0.7296152根;若取冷凝器的每列管数为38根，则总管数为取每根长度为1.4米，总长度为1.4x152=212.8?还有3.5%的富裕量（其中V型边与竖向成21角）每台冷凝器高度：/?=38x35xsin69m=1.24m4.2.11空气的流动阻力及风机的选配阻力计算:17LI?2g4(px%x)%=1.2x9.8x0.0133x29.3x(1.0955x5.575)17pa=99pa该冷凝器需配用风机的额定风量为:匕=822m3/s=29239.2m3th风机全压的计算:=99+空比2=(99+】？095+2性皿=05pa分两台风机平
8、行吹风，每台风机分担风量为：14619.6/2亦根据以上参数选用T35-11型轴流风机。表4.3风机性能参数型号转速r/min风量m3/h金乐pa电动机型号功率kv外形尺寸长X宽X高mmxmmxmm6.3130015297224YT90-L41.2707X750X7925节流机构、管道及辅助设备的设计计算与选型5.1管路设计1C。排气管道的氟利昂制冷系统的吸气管道的压力损失不宜超过相当蒸发温度降低压力损失不宜超过相当冷凝温度升高rcl5|所以在本设计中：蒸发温度为2?C,允许压力损失=20切4。冷凝温度为48?C,允许压力损失为5.1.1R22吸气管路的设计已知：冷凝温度tk=48C蒸发温度：
9、侶2C9制冷量：Qo=66.2Avvo假设吸入当量总长度：Lt=10mf压力损失：“=4kpaO査R22吸气管计算图勺得：吸气管径为3&lnm),管内流速为15管路压力的校核:先计算Re：、w?d”0.0381x15v0.2554x1O6=2.2xl06(5.la)由于Re15,所以采用尼古拉兹公式勺：/=0.0032+0.22lReA237=0.0032+0.22lx(2.2xl06如=0.01(5.lb)他=/?-Pdn2=0.01xXX50.710.03812=4.97kpa(5.lc)其中：f阻力系数，P一一取心30。(?时的气体密度：。=50.71畑加v动力粘度，取I=0.2554x
10、10Akg/(7.s)因为厂14.97如，与所设防14如相差不尢且小于允许压力20如，所以吸气管路设计合理。5.1.2R22排气管路的设计已知：冷凝温度：tk=48C蒸发温度：耐=2C9制冷量：Q=66.2kwo假设吸入当量总长度：厶=4/n9压力损失：p=40kpao査R22排气管计算图勺得：吸气管径为25.4mm,管内流速为15。管路压力的校核：F%+AP4=/-L?先计算Re：cw-dtl0.0254x150.0729x10=5.2xl06由于Re10,所以采用尼古拉兹公式W/=0.0032+0.22lReA237=0.0032+0.22Ix(5.2xl06)八237=0.008厶w2石
11、?亍=0008X4X280.9其中：f一一阻力系数,P取U87OC时的气体密度：Q=280.9畑加所以排气管路设计动力粘度，取八0729xl0%/(ms)因为防39.8如，与所设防40如相差不大，且小于允许压力41如，合理。5.1.3高压液体管路设计v20切“5R22在这段管路内流速允许范围：0?51.5心压力损失允许范围:设管内流速为w=bn/s9取当量长度Lt=3m抿=J4x0.374x0.000923.14x1=0.02m=20mm(5.Id)其中：在48C时，%=0.374kg/s,v=0.00092/n3/A,vv=bn/s.=0l4xl0%/(z)管路压力的校核:=/?+舄先计算R
12、e:氏心_1x0?v0.114X10=0.18X106105/=0.0032+0.221Re0237由于Re10,所以采用尼古拉兹公式【勺:=0.0032+0.221x(0.18x106)-237=0.016=0.016xxX10820.022=1298/76/其中：f一一阻力系数，由于“=129叽小于允许压力损失20切，所以所设计的管路合适0.5-1.25$勺5.1.4低压液体管的计算低压液体管，为节流阀至蒸发器管段，该段流速允许范围:取流速w=l加/$,取当量长度2伽。则管径:/4八7_/4x0.374x0.00078心后制一亦贡一用=0.10193/77/7/取dj=0.02/?=20m
13、m其中：在48C时，如=0.374A/5,v=0.00078/?/八，w=in/s,p=1274?7kg/F,”=067x10kg/(?)管路压力的校核：+AA=/-?Cin先计算Re:Rc1x0.02v0.167x10=0.12x1061045由于Re%5,所以采用尼古拉兹公式1勺：/=0.0032+0.221Re-0237=0.0032+0.22lx(0.12x106)-0237=0.017#?L,H，2二几+舄=/?？一pdn25.2.1制冷系统中制冷剂总的充注It的计算表5.1制冷系统中各部分的充注量设备名称制冷剂液体充满度干式壳管式蒸发器传热管子容积的的25%液管管道容积的100%其
14、它部件或设备A蒸发器:4l2=0.017xx-x1274.70.022=2166“a20kpa制冷剂侧总容积的1020%其中：f一一阻力系数，由于=2166以，小于允许压力损失20切,所以所设计的管路合适5.2储液器的设计计算?7rd.2l八XO.O162XI.5X1023V.=m*44=0.03075FV,=V,x25%=0.03075X25%卅=0.00769”B四段液管的容积：V2=V2XI00%=ZAAAx0.0202x/15%龙x0.038Fx10龙x0.0254,x4八乂。.。？。/=+444=0.0156*C冷凝器的充满度计算如表中所述，按制冷剂侧总容积1020%,本设计中取._7Td；I3af/rx0.0142x212.8x2_4=0.0655FV,=V3X15%=0.0098/H3制冷系统中制冷剂总的充注量：Xm=(yi+V2+V3)p=(0.00769+0.0156+0.0098)x1213檢=40.1Rg5.2.2储液器容积的计算对于氟利昂制冷系统，储液器容积可按下式计算【刃40.1x0.000923=m0.7=0.0527/n3=52.7厶(5.2a)式中：工加一制冷系统中制冷剂总的充注量，kg；冷凝温度下液体制冷剂比容，匕p一储液器充注度，取0=?7设计卧式储液器，参数见下表。表5.2卧式储液器供液接口尺寸mm回液接口尺寸mm储液量L外形长mm高mm
