1．设计题目及设计内容 2
1.1设计题目： 176kW 水冷式冷水机组设计 2
1.2设计内容： 2
2.1确定制冷剂及相关工况 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .1... 2.2热力计算 2
2.1.1制冷剂的流量及 EER计算 2
2.1.2冷媒水流量 3
2.3 传热计算 4
2.3.1选管 4
2.3.2污垢热阻确定 汽车镀铬5
2.3.3冷凝器结构初步规划 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..5
2.3.4管内换热系数的计算 6
2.3.5管外换热系数的计算 6
2.3.6传热系数 K0计算 7
2.3.7 传热面积和管长确定 7
2.4 流动阻力计算 8
3．结构计算 8
3.1壳体设计 8
3.2端盖设计 8
3.3管板设计 8
3.4分程隔板 9
3.5连接管 9
4．换热器总体结构讨论分析 10
5．设计心得体会 10
6．参考文献 11
1．设计题目及设计内容
1.1设计题目： 176kW 打铃器水冷式冷水机组设计
1.2设计内容：
（ 1） 设计冷量 176Kw，根据中央空调工况（冷水出口 7℃，冷却水入口温 度 30℃）进行制冷系统热力计算；选配中央空调螺杆式制冷压缩机；机组性能 符合能效限定值。
（2）壳管式冷凝器设计。
（3） 编写设计计算说明书，绘制换热器零件图。
2设计计算
2.1确定制冷剂及相关工况 根据制冷剂的性质及选择制冷剂的原则， 综合各种制冷剂的单位制 冷量、单位容积制冷量、比功、环保要求、安全性、经济性等，拟选用 R22 作为制冷剂。
蒸发器的换热量 Q0=176KW ； 制冷剂： R22 ； 蒸发温度： t0=2℃； 冷凝温度： tk=40℃； 冷却水的进出口温度： 进口 t1 ' =30℃ ; 出口 t1 " =35℃。
2.2热力计算
2.2.1制冷剂的流量及 EER 计算
用“制冷剂参数”软件画出 R22的 lgp-h 图，其中取指示效率η i =0.86 ， 示意性表示如下图 1。
从图中读出各点参数如下：
1 点：t 1=12℃，P1=532.3kPa，h1=413.36KJ/Kg，s=1.775 ；
2 点：h2=445.89KJ/Kg ；
2s 点：t 2s=67℃，P2s=1527.8kPa，h2s=441.23KJ/Kg ；
4点：t 4=35℃， P4=1527.8kPa， h4=243.18J/Kg ；
5点：t 5=12℃， P5=532.3kPa，h5=243.18J/Kg ；
单位制冷量： q0= h1- h 4=413.36-243.18=170.18 KJ/Kg
制冷剂质流量 qm Q0 176 kg 1.034kg
m h1 h4 170.18 s s
冷凝器热负荷 Qk= q m* (h2- h 4)=1.034* (445.89-243.18 )=209.6kW 压缩机指示功率 Pi =Qk- Q0=209.6- 176=33.6kW
取机械效率η m=0.92
轴功率 Pe Pi 33.6 36.52kW
m 0.92
能效比 EER Q0 176 4.82
Pe 36.52
2.2.2冷却水流量
水的定性温度 t s=( 30+35) /2 ℃ =32.5 ℃ , 根据资料【 2】附录 9，ρ =994.3kg/m3,c p=4.179KJ/(Kg ·K)
3600Qk 3600 209.6 kg kg
Gw k kg 36111.99kg
cp tw 4.179 5 h h
2.3 传送侦测传热计算
2.3.1选管
根据生产工艺条件，拟采用每英寸 19 半导体激光器结构片的滚轧低肋管作为传热管，根据资 料【 3】p71换热管用低翅片管序号 5，规格φ 19×1.5 ，如图 2所示：
图 2 外螺纹管结构图
其基本参数为： df
18.75mm ，
db 15.85mm , di 14mm , sf 1.25mm
t 0.25mm , h 1.45mm ，
θ=20゜.
每米肋管长的肋片数：
1000 n = Sf
1000
110.3040 = 746
alysa_queen
每米管长肋顶面积：
fr = πdfδtn = π×0.01875 ×0.25
×10-3 ×746m 2 ?m = 0.011 m2?m
每米管长肋片面积：
f = nπ(df2 - db2) = pam加药746 ×(0.018752 - 0.015852) m2?m = 0.119m2?m
2cos θ?2
2cos202
每米管长肋间基管面积：
δt + (df - db )sin10 sf
fb = πdb (1 - 0) = πd(1 -
π×15.85 ×(1 -
0.25+ (18.75 - 15.85)×0.17) ×10-3
1.34
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