初始参数
制冷量：Q0=51.1kw R22
冷凝温度：tk=54.4
蒸发温度：t0=7.2
止推垫圈
节流前温度：t7=46.1(液体过冷△tg=8.3)
进冷凝器前温度：t10=100
吸气温度：t3=35
其中：吸气管路有效过热度△tp=11.1,无效过热度△tv=16.7
指示效率：ηi=0.8(初取)
状态参数表如下
点号 压力(Mpa) 温度(度) 焓(kj/kg) 比容
1 0.6251 7.2 407.9
2 18.3 416.0
3 35 428.5 0.044
5 2.176 104.0 466.0
7 46.1 257.758
10 100 463.0
a单位制冷量：q0=h2-h7=416.0-257.758=158.242kj/kg b单位容积制冷量：qv=q0/v3=158.242/0.044=3596.41kj/m*3
c单位理论功：w0=h5-h3=466.0-428.5=37.5kj/kg
d单位指示功：wi=w0/ηi=37.5/0.8=46.875kj/kg
h4=h3+wi=428.5+46.875=475.375kj/kg
e制冷系数：εi=q0/wi=158.242/46.875=3.376
f冷凝器单位热负荷：qk=h10-h7=463.0-257.758=205.242kj/kg
g工制流量：qm=Q0/q0=51.1/158.242=0.3229kg/s
h输气量：qvs=qm*v3=0.3229*0.044=1.4209E-2(m*3/s)
qvh=qvs/λ=1.4209E-2/0.8=1.7761E-2(m*3/s)
i压缩机消耗的功率：P0=qm*w0=0.3229*37.5=12.11kw
Pi=qm*wi=0.3229*46.875=15.14kw
j冷凝器热负荷：Qk=qk*qm=205.242*0.3229=66.27kw(基准)
Qk=Q0+Pi=51.1+15.14=obd数据66.24kw(校核)
k热力完善度：εc=tc/(ta-tc)=280.35/(54.4-7.2)=5.94
ηci=εi/εc=3.264/5.94=0.5495
二．制冷工况下室外测换热器的设计计算
初始参数
制冷量：Q0=51.1kw
冷凝器热负荷：Qk=66.27kw
冷凝温度：tk=54.4
蒸发温度：t0=7.2
进口空气湿球温度：ta1’=24
进出口温差：△ta=10
出口干球温度：ta2=45
ntest
1. 空气容积流量
Va=Qk/(ρa*Cpa*△ta)=66.27/(1.29*1.010*10.)=5.086(m*3/s)
(其中: ρa= 1.29,Cpa=1.010)
2. 翅片管束(带内螺纹)结构参数及计算
外径：d0=9.52mm
平均壁厚：σ=0.35mm
底壁厚： σw=0.3+-0.25mm
肋高：Hf=0.2+-0.25mm
槽底宽：B2=0.25+-0.025
肋顶角：а=40o
每米肋数：n=60
外翅片厚度：σf=0.12mm
翅片节距：sf=2.3mm
纵向节距：s1=22mm
横向节距：s2=25.4mm
单位管长的翅片表面积ff：
ff=2*(s1*s2-π/4*db*db)/sf
=2*(0.022*0.0254-π/4*0.00976*0.00976)/0.0023
=0.421(m*2/m)
其中：db=d0+2*σf=9.52+2*0.12=9.76mm
fb=π*db*(1-σf/sf)=π*0.00976*(1-0.12/2.3)=0.0291(m*2/m)
单位管长肋片管总表面积ft：
ft=ff+fb=0.421+0.0291=0.450(m*2/m)
单位管长内螺纹管的内表面积fi：
fi=n*(Pi-2*Hf*lg(а/2)+2*Hf/cos(а/2))
=60*(0.387-2*0.2*lg20o+2*0.2/cos20o)*1E-3=0.074(m*2/m)
其中：Pi=2*Hf*sin(а/2)+B2=2*0.2*sin20o+0.25=0.387mm
肋化系数：β=(ff+fb)/fi=0.450/0.0278=16.2(按内表面为光管计算)
肋化系数：β=(ff+fb)/fi=0.450/0.074=6.08(按内表面为肋片管计算)
3. 分路数及分路制冷剂流量的计算
制冷剂质量流量：mr=0.3229kg/s
初步估计热流密度：qi=3800W/m*2
查表4-6,取单根管子制冷剂质量流量：g=220kg/(m*m*s)
则制冷剂总流通面积：A=mr/g=0.3229/220=1.677E-3(m*2)
单根管子的流通面积：Ai=π*di*di/4=π*(9.52-0.7)**2/4=6.11E-5
管子的分路数：Z=A/Ai=1.4677E-3/6.11E-5=24.02=24
每路管子的制冷剂质量流量：md=mr/Z=0.3229/24=1.0946E-2kg/s
4. 铜管外套波纹片的有效换热系数计算
初取迎风面风速:uf=3.4m/s
根据公式6-9,9.52mm,铜管外套波纹片的有效传热系数：
αo=C*λ/do*Re**0.625*(F/Fn)**-0.375*Pr**0.33
=0.45*0.0272/0.00976*3168.36**0.625*(0.45/0.0291)** -0.375*0.71**0.33
=63.40W/(m*m*K)
其中,错排管束系数：C=0.45
空气的导热系数：λ=0.0272W/(m*K)
管子外径：do=0.00952m
雷诺数：Re=wmax*do/ν=3168.36
空气在最窄截面处的流速：wmax=uf*σ
σ=A/Amin=sf*s2/((s2-db)*(sf-δf))=1.713
防盗机箱
空气的运动粘性系数：ν=17.5E-6(m*m/s)
每米肋管总外表面积：F=0.45
每米基管可见表面积：Fn=0.0291
5. 肋片效率的计算
当量肋片高：h=db/2*(ρ-1)(1+0.35*lnρ)
=0.00976/2*(2.6466-1)(1+0.35*ln2.6466)=0.01077(m)
其中：ρ=1.27*B/db*sqrt(L/B-0.3)
=1.27*22/9.76*sqrt(2/sqrt(3.0)-0.3)=2.6466
铝片的导热率：λ f=203W/(m*K)
肋片效率：ηf = tanh(m*h)/(m*h)=0.8339
其中：m=sqrt(2*αo/(λf*δf))
=sqrt(2*63.40/203/0.12E-3)=73.23
肋片管效率：ηs=1-ff/ft*(1-ηf)
=1-0.421/0.45*(1-0.8339)=0.84
6. 冷凝侧表面换热系数计算(按光管计算,内肋乘以系数2.0)
进出口气体质量流速：ggi=220kg/m*m*s, ggo=0kg/m*m*s
进出口液体质量流速：gli=0kg/m*m*s, glo=220kg/m*m*s
从而：gg=110kg/m*m*s, gl=110kg/m*m*s
查蒸汽表得：ρl=1082.2kg/m*3,ρg=86.6kg/m*3,μ=2.1E-4Pa*s
从而：Re=di*(gl+gg*sqrt(ρl/ρg))/ μ
=8.82E-3*(110+110*sqrt(1082.2/86.6))/2.1E-4
=2.0951E4<55000
从而：φ=5.03*Re**0.3333=5.03*25.784=138.62
查R22的物性参数：t=54.4时,Pr=3.8416, λl=0.07268W/m*k
从而：Nu=φ*Pr**0.3333=217.09
从而：αc=λl*Nu/di=0.07268*217.09/8.82E-3
=1788.92W/m*m*K
冷凝侧表面换热系数: αi=2*αc= 2.0*1788.92=3577.8W/m*m*K
7. 对数平均传热温差的计算
Θm=(ta2-ta1)/ln((tk-ta1)/(tk-ta2))=13.8
8. 传热系数的计算
初取制冷剂侧的污垢热阻：ri=1.5E-4(m*m*k/W)
初取空气侧的污垢热阻：ro=3.5E-4(m*m*k/W)
铜的导热率：λf=380W/(m*K)
以内表面光滑为基准,计算换热系数：
Ko=1/((1/αi+ri)*ft/fi+δt/λt*ft/fm+ro+1/ ηs/αo)
=38.37W/(m*m*K)
内肋片管换热系数X1.2：
K0=1.2*38.37=46.0W/(m*m*K)
9. 计算传热面积F0=Qk/K0/Θm=66.27E3/光管46.0/13.8=104.40(m*m)
10. 计算所需肋片管总长Lt=F0/ft=104.40/0.45=232.0m
11. 确定冷凝器结构尺寸
取垂直与空气流动方向的管排数：NL=72
取沿气流方向的管排数：Ns=4
从而冷凝器宽度：Lb= Lt/(NL*Ns)=232.0/288=0.806m
从而冷凝器高度：La=NL*s2=72*0.0254=1.83m
12. 校核迎风风速
迎风面积：Af=La*Lb=0.806*1.83=1.476(m*m)
实际迎风风速：wf=Va/Af=5.086/1.476=3.44m/s
风速误差：Δ=0.04/3.4=1.2%
13. 热流密度校核
qi=Qk/Lt/fi=66.27/232.0/0.074=3860W/m*2
14. 计算空气的流动阻力
ΔP=C*0.1107*(l/de)*(ρ*wmax)**1.7
=97.4Pa
其中差排系数：C=1.2
每根肋管沿气流方向的长度：L=4*0.022=0.088指纹门禁系统m
当量直径：de=2*(s1-db)*(sf-δf)/ (s1-db+sf-δf)
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