蒸发器设计计算.docx

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蒸发器设计计算

蒸发器设计计算

已知条件：

工质为R22，制冷量，蒸发温度，进口空气的干球温度为，湿球温度为，相对湿度为％；出口空气的干球温度为，湿球温度为，相对湿度为％；当地大气压力。

（1）蒸发器结构参数选择

选用紫铜管，翅片厚度的铝套片，肋片间距，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距，沿气流方向的管排数，迎面风速取。

（2）计算几何参数

翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为

沿气流方向的管间距为

沿气流方向套片的长度为

设计结果为

每米管长翅片表面积：

每米管长翅片间管子表面积：

每米管长总外表面积：

每米管长管内面积：

每米管长的外表面积：

肋化系数：

每米管长平均直径的表面积：

（3）计算空气侧的干表面传热系数

空气的物性

空气的平均温度为

空气在下的物性参数

最窄截面处空气流速

干表面传热系数

干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式（4-8）计算

（4）确定空气在蒸发器内的变化过程

根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得。

在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2，并延长与饱和气线相交于点w，该点的参数是。

在蒸发器中空气的平均比焓值

由焓湿图查得

析湿系数

（5）循环空气量的计算

进口状态下干空气的比体积

循环空气的体积流量

（6）空气侧当量表面传热系数的计算

对于正三角形排列的平直套片管束，翅片效率小型制冷装置设计指导式（4-13）计算，叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比

肋折合高度为

凝露工况下翅片效率为

当量表面传热系数

（7）管内R22蒸发时的表面传热系数

R22在时的物性参数为：

饱和液体密度

饱和蒸气密度

液体粘度

气体粘度

汽化热

液体热导率

蒸气热导率

液体普朗特数

蒸气普朗特数

R22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式（4-5）计算。

计算查的R22进入蒸发器时的干度，出口干度。

则R22的总质量流量为

作为迭代计算的初值，取，R22在管内的质量流速。

则总流通面积为

每根管子的有效流通截面积

蒸发器的分路数

结合分液器的实际产品现状，取分路数为Z=2

每一分路中R22的质量流量为

每一分路中R22在管内的实际质量流速为

于是

（8）传热温差的初步计算

（9）传热系数的计算

管内污垢热阻可以忽略，接触热阻以及导热热阻之和取为

（10）核算假设的值

计算表明，假设的初值与核算的值较接近，故假设有效，可用。

（11）蒸发器结构尺寸的确定

蒸发器所需的表面传热面积

蒸发器所需传热管总长

迎风面积

取蒸发器的宽度，高。

实际迎风面积为。

已选定垂直于气流方向的管间距为，故垂直于气流方向的每排管子数为

深度方向为4排，共布置48根传热管，故传热管的实际总长为

传热管的实际内表面传热面积为

下面计算蒸发器的实际外表面积

48根长的管其翅片间管子表面积

管子左右两边都要伸出一定距离，分别取为，；U型管需要用弯头相接，取弯头半径为。

由于管径很小，伸出部分换热可以忽略不计。

每一翅片（宽，深约为）总的外表面积

总翅片数为再加1为141片

翅片的总外表面积

套片管的总外表面积

根据“计算单元”计算的总外表面积只有

二者有一定差距，但是在误差范围之内。

综上分析设计，可以定出翅片结构参数如下：

高度为，深度为，宽度为。

（12）空气侧阻力计算

空气侧阻力计算根据小型制冷装置设计与指导式（4-10和4-12）进行。

首先计算

由小型制冷装置设计与指导图（4-21）确定，

由及查得，于是

所以

由可以查表得修正系数