课程设计————冷凝器
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苯冷凝器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解苯冷凝器的构造、工作原理及其在化工行业中的应用。
2. 学生能掌握苯冷凝器的关键部件,如冷却器、压缩机、膨胀阀等,并了解其功能。
3. 学生能了解并描述苯的物理性质,如沸点、凝固点、比热容等,以及其在冷凝过程中的变化。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并解决苯冷凝器在实际运行中可能出现的简单问题。
2. 学生能通过实验或模拟操作,掌握苯冷凝器的操作流程和注意事项。
3. 学生能运用图表、数据等工具,对苯冷凝器的工作效率进行简单评估。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工程设备产生兴趣,激发他们学习化学工程及相关领域的热情。
2. 培养学生的团队协作意识,使他们学会在实验和解决问题时相互合作、共同进步。
3. 培养学生的环保意识,让他们了解化工设备在环保方面的重要性,以及如何降低环境污染。
本课程针对高年级化学工程及相关专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
旨在使学生不仅掌握苯冷凝器的理论知识,还能运用所学解决实际问题,培养他们的实践操作能力和科学素养。
二、教学内容本章节教学内容围绕苯冷凝器的工作原理、结构组成、操作流程及应用案例展开。
具体安排如下:1. 工作原理:- 苯的物理性质:沸点、凝固点、比热容等。
- 冷凝过程的基本原理:热量传递、相变等。
- 苯冷凝器的工作原理:冷却器、压缩机、膨胀阀等部件的协同作用。
2. 结构组成:- 冷却器:类型、结构、材料及其在苯冷凝器中的作用。
- 压缩机:类型、工作原理、性能参数等。
- 膨胀阀:功能、类型、调节原理等。
- 其他辅助设备:如储液器、干燥器、过滤器等。
3. 操作流程:- 苯冷凝器的启动、运行、停车及维护保养操作。
- 实际操作过程中的注意事项:安全、节能、环保等。
- 常见故障及其排除方法。
4. 应用案例:- 苯冷凝器在化工生产中的应用实例。
- 不同工况下苯冷凝器的性能分析。
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计班级:姓名:学号:设计时间目录(一)设计任务书 (3)(二)设计方案的确定 (3)(三)冷凝器的选型计算 (4)(四)核算安全系数 (6)(五)列管式换热器零部件的设计 (8)(六)设计概要表 (10)(七)主体设备结构图 (10)(八)设计评价与讨论 (11)(九)参考文献 (11)(一)食品科学与工程设计任务书一、设计题目:列管式冷却器设计二、设计任务:将制冷压缩机压缩后制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体,送去冷库蒸发器使用。
三、设计条件:1、冷库冷负荷Q0=3000KW;2、高温库,工作温度0~4℃,采用回热循环;3、冷凝器用河水为冷却剂,可取进水温度为13~26℃;4、传热面积安全系数5~15%。
四、设计要求:1.对确定的设计方案进行简要论述;2.物料衡算、热量衡算;3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸;4.计算阻力;5. 编写设计说明书(包括:①.封面;②.目录;③.设计题目;④.流程示意图;⑤.流程及方案的说明和论证;⑥设计计算及说明;⑦主体设备结构图;⑧设计结果概要表;⑨对设计的评价及问题讨论;⑩参考文献。
)6.绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的的结构(3号图纸)、花板布置图(3号或4号图纸)。
备注:参考文献格式:期刊格式为:作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号(期号):起止页码。
专著格式为:作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。
(二)设计方案的确定设计方案的确定包括制冷剂的选择、冷凝器型式的选择、流体流入冷凝器空间的选择、冷却剂的选择及其进出口温度的确定等。
一、 冷凝器造型与冷凝剂的选择选择卧式壳管式冷凝器(管束采用光滑钢管)、R717(氨气)做冷凝剂,原因有: 1. 卧式壳管式结构紧凑、传热效果好、冷却水进出口温差大,耗水量小。
2. 氨气较氟利昂环保,其卧式壳管冷凝器的传热性能也比氟利昂高。
以氨作为制冷剂,能制取0℃以下的低温;维修简单、操作方便、易于管理;氨价格低廉,来源充足;对大气臭氧层无破坏作用;钢材及冷却水消耗量大;热力系数较低。
化工原理课程设计设计题目:纯苯蒸汽冷凝器的设计指导老师:***系别:环境与安全工程系专业:安全工程班级学号:*********姓名:***目录一、设计任务: (2)1、处理能力:常压下5950kg/h的纯苯蒸汽 (2)2、设备型式:立式列管式冷凝器 (2)二、操作条件 (2)三、设计内容 (2)1、确定设计方案 (2)2、确定流体的流动空间 (2)3、计算流体的定性温度,确定流体的物性参数 (2)4、计算热负荷 (3)5、计算平均有效温度差 (3)6、选取经验传热系数k值 (3)7、估算传热面积 (3)8、结构尺寸设计 (3)(1)换热管规格、管子数、管长、管壳数的确定 (3)(2)传热管排列和分程方法 (4)(3)壳体内径内内径 (4)(4)折流板 (4)四、换热器核算 (5)1、换热器面积校核 (5)2、换热器内压降的核算 (7)五、换热器主要结构尺寸和计算结果一、设计任务:处理能力:1、常压下5950kg/h 的纯苯蒸汽 2、设备型式:立式列管式冷凝器二、操作条件1、常压下苯蒸气的冷凝温度为80.1℃,冷凝液在饱和温度下排出。
2、冷却介质:采用20℃自来水。
3、允许管程压降不大于50KPa 。
三、设计内容本设计的工艺计算如下:此为一侧流体恒温的列管式换热器的设计 1、确定设计方案 两流体的温度变化情况热流体(饱和苯蒸气)入口温度 80.1℃,(冷凝液)出口温度 80.1℃ 冷流体 水 入口温度 20℃,出口温度 40℃ 2、确定流体的流动空间冷却水走管程,苯走壳程,有利于苯的散热和冷凝。
3、计算流体的定性温度,确定流体的物性参数苯液体在定温度(80.1摄氏度)下的物性参数(查化工原理附录) ρ=815kg/,μ=3.09×Pa.s,=1.880KJ/kg.k ,ƛ=0.1255W/m.K, r=394.2kJ/kg 。
自来水的定性温度:入口温度:=20℃, 出口温度 =40℃则水的定性温度为:=(+)/2=(20+40)/2=30℃3m 410 PC 1t 2t m t 1t 2t根据热量衡算方程:=(-)得=/(-)=1.65×394.2/4.173(40-20)=7.79kg/s(式中=1.65kg/s )两流体在定性温度下的物性参数如下表计算热负荷ƍ==1.65×394.2=651.52kw 5、计算平均有效温度差 逆流温差=℃温差>50℃故选择固定管板式换热器需加补偿圈 6、选取经验传热系数k 值查《化工原理课程及设计》附录8,查的K 取430~850,暂取K=8507、估算传热面积==15.51m q 1r 2m q 2p c 2t 1t 2m q 1m q 1r 2p c 2t 1t 1m q 1r 1m q 逆m △t 43.4940)]-/(80.120)-(80.1[㏑40-80.1-20-1.80=)()(逆m t K Q S △=49.43×85010×52.65132m8、结构尺寸设计(1)换热管规格、管子数、管长、管壳数的确定选传热管,内径,外径,材料为碳钢。
XXXX学院《化工原理》课程设计说明书设计题目正戊烷冷凝器学生姓名XX指导老师学院专业班级完成时间目录《化工原理》课程设计说明书 (1)第一章概述 (1)1.1换热器简介 (1)1.2列管式换热器的种类 (1)1.3列管式换热器的设计步骤 (2)第二节设计方案的确定 (3)2.1流动空间的选择 (3)2.1.1宜于通入管内空间的流体 (3)2.1.2易于通入管间空间的流体 (3)2.2.流速的确定 (4)2.3加热剂、冷却剂的选择 (4)2.4流体出口温度的确定 (4)2.5材质的选择 (4)第三节列管式换热器的结构 (5)3.1管程结构 (5)3.1.1换热管布置和排列间距 (5)3.1.2管板 (5)3.1.3封头和管箱 (5)3.2壳程结构 (5)3.2.1壳体 (6)3.2.2折流板 (6)3.2.3缓冲板 (6)3.2.4其他主要附件 (6)第四节换热器的设计计算 (7)4.1确定设计方案 (7)4.1.1选择换热器的类型 (7)4.1.2流动空间及流速的确定 (7)4.2确定物性数据 (8)4.3计算总传热系数 (8)4.3.1.热负荷 (8)4.3.2.平均传热温差 (9)4.3.3假设总传热系数K (9)4.4计算传热面积 (9)4.5换热器核算 (10)4.5.1.热量核算 (10)4.5.2.换热器内流体的流动阻力 (11)参考文献 (14)设计心得 (15)第一章概述1.1换热器简介不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。
在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器,但它的基本原理与前一种情形并无本质上的差别。
英语翻译:heat exchanger换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。
卧式蒸汽冷凝器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解卧式蒸汽冷凝器的基本结构和工作原理;2. 学生能够掌握卧式蒸汽冷凝器的热量交换计算方法;3. 学生能够了解卧式蒸汽冷凝器在工业应用中的重要性。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析卧式蒸汽冷凝器的热量交换过程;2. 学生能够运用计算公式,进行卧式蒸汽冷凝器的热量交换计算;3. 学生能够通过实例分析,提高解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到卧式蒸汽冷凝器在节能降耗、环境保护方面的重要性,增强环保意识;2. 学生能够培养对热力设备的学习兴趣,激发探索精神和创新意识;3. 学生能够通过团队协作,培养沟通能力和团队合作精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程属于热工学领域,侧重于热力设备的工作原理和热量交换计算;2. 学生特点:学生为初中年级,具备一定的物理基础,对热力学概念有一定了解;3. 教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的动手能力和实际问题解决能力。
二、教学内容1. 卧式蒸汽冷凝器的基本结构:- 冷凝器的定义及分类;- 卧式蒸汽冷凝器的组成部分及功能;- 对比分析卧式与立式冷凝器的优缺点。
2. 卧式蒸汽冷凝器工作原理:- 蒸汽在冷凝器中的热量交换过程;- 冷凝器内流体流动与传热的基本原理;- 影响卧式蒸汽冷凝器传热效果的因素。
3. 热量交换计算方法:- 对流传热系数的计算;- 冷凝器传热面积的计算;- 卧式蒸汽冷凝器热效率的计算。
4. 工业应用及实例分析:- 卧式蒸汽冷凝器在工业领域的应用场景;- 实例分析:卧式蒸汽冷凝器在典型工业设备中的应用;- 分析卧式蒸汽冷凝器在节能环保方面的作用。
5. 教学进度安排:- 基本结构和工作原理:2课时;- 热量交换计算方法:3课时;- 工业应用及实例分析:2课时。
教学内容根据教材相关章节进行组织,注重科学性和系统性,旨在帮助学生掌握卧式蒸汽冷凝器的相关知识,提高解决实际问题的能力。
苯甲苯冷凝器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握苯甲苯冷凝器的基本结构和工作原理;2. 学生能够运用所学知识,分析苯甲苯冷凝器在化工生产中的应用及作用;3. 学生了解并掌握苯甲苯冷凝器的操作步骤和安全注意事项。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的苯甲苯冷凝器实验装置;2. 学生能够运用苯甲苯冷凝器进行实验操作,并正确收集、处理实验数据;3. 学生能够运用批判性思维和问题解决能力,分析并解决苯甲苯冷凝器实验过程中可能遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程的学习,培养对化学实验的兴趣和热情,增强探索精神和实践能力;2. 学生能够认识到苯甲苯冷凝器在化工生产中的重要性,增强对化学工业的认识和责任感;3. 学生在实验过程中,培养团队合作意识,学会尊重他人,养成安全、环保的操作习惯。
课程性质:本课程属于化学实验课程,以实践操作为主,理论讲解为辅。
学生特点:学生处于高中阶段,具备一定的化学基础知识和实验操作能力,对实验充满好奇心和探索欲。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调实验操作技能的培养,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,培养良好的情感态度价值观。
通过具体的学习成果评估,确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 苯甲苯冷凝器的基本概念与结构特点:介绍苯甲苯冷凝器的定义、分类及其在化工生产中的应用,分析其结构特点及工作原理,对应教材第三章第二节。
2. 苯甲苯冷凝器实验装置的设计与搭建:讲解实验装置的设计原则,指导学生搭建简单的苯甲苯冷凝器实验装置,对应教材第三章第三节。
3. 苯甲苯冷凝器操作步骤及安全注意事项:详细讲解实验操作步骤,强调安全操作规范,对应教材第三章第四节。
4. 实验数据的收集与处理:教授实验数据收集的方法和技巧,指导学生正确处理实验数据,对应教材第三章第五节。
5. 实验现象的分析与问题解决:分析苯甲苯冷凝器实验过程中可能出现的现象,培养学生的问题解决能力和批判性思维,对应教材第三章第六节。
空冷冷凝器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能掌握空冷冷凝器的结构组成,了解其主要部件的功能和特点。
3. 学生能掌握空冷冷凝器热力计算的基本方法,并能够运用相关公式进行简单计算。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析和解决实际工程中空冷冷凝器的问题。
2. 学生能够设计简单的空冷冷凝器实验,观察并分析实验结果。
3. 学生能够运用信息技术和工程软件,进行空冷冷凝器的模拟与优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱科学,对物理学科产生浓厚的兴趣。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力,学会倾听、尊重他人意见。
3. 培养学生关注环境保护和能源节约,认识到空冷冷凝器在节能减排中的重要性。
课程性质:本课程为高中物理选修课程,侧重于工程实践和实际应用。
学生特点:高中学生具备一定的物理基础知识,具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题,培养其创新精神和实践能力。
教学过程中,注重引导学生主动探索,激发学生的学习兴趣和积极性。
二、教学内容1. 空冷冷凝器基础知识:- 空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。
- 空冷冷凝器的结构组成,主要部件功能及特点。
2. 空冷冷凝器热力计算:- 空冷冷凝器热力计算的基本方法及公式。
- 结合实际案例,进行热力计算练习。
3. 空冷冷凝器实验与操作:- 设计简单的空冷冷凝器实验,观察并分析实验结果。
- 学习操作空冷冷凝器实验设备,掌握实验技能。
4. 空冷冷凝器模拟与优化:- 运用信息技术和工程软件,进行空冷冷凝器模拟。
- 分析模拟结果,探讨优化方案。
5. 环保与节能:- 讨论空冷冷凝器在节能减排中的重要性。
- 探讨空冷冷凝器的环保设计原则。
教学内容安排与进度:第一课时:空冷冷凝器基础知识学习。
目录课程设计任务 (3)第一章前言 (4)第二章概述 (5)2.1冷凝的目的 (5)2.2冷凝器的类型 (5)2.2.1立式壳管式冷凝器 (5)2.2.2卧式壳管式冷凝器 (5)2.3设计方案的确定 (6)第三章设计计算 (8)3.1初选结构 (8)3.1.1 物性参数 (8)3.1.2设Ko 初选设备 (9)3.2传热计算 (10)3.2.1管程换热系数α2 (10)3.2.2 壳程传热热系数α1 (11)3.2.3污垢热阻与传导热阻 (11)3.2.4 校核传热 (11)3.3 压降计算 (12)3.3.1管程压降计算 (12)3.3.2壳程压降计算 (12)第四章结构设计 (13)4.1 冷凝器的安装与组合 (13)4.2管子设计 (13)4.3 管间距(S)的设计 (14)4.3.1管子在管板上的固定 (14)4.3.2管间距 (14)4.4管板设计 (14)4.5 壳体的厚度计算 (15)4.6 封头设计 (15)4.7 管程进出口管设计 (15)4.7.1进出口管径设计 (15)4.7.2位置设计 (15)4.8 壳程进出口管设计 (15)4.8.1出口管径(冷凝液) (15)4.8.2蒸汽入口管径的设计 (15)4.8.3位置设计 (16)4.9法兰 (16)4.10支座 (16)4.11其它 (16)第五章设计小结 (17)致谢 (18)参考文献 (18)课程设计任务:设计题目:乙醇=水精馏塔塔顶产品全凝器设计条件:处理量: 6 万吨/年产品浓度:含乙醇 95%操作压力:常压冷却介质:水压力: P= 303.9kPa水进口温度: 30o C水出口温度: 40o C第一章前言课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节。
它要求学生利用课程理论知识,进行融会贯通的独立思考,在规定时间内完成指定的化工设计任务,是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试,培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。
课程设计说明书
设计题目:换热器课程设计
能源与动力工程学院热能与动力专业
学生姓名:蔡海瑞
学号:U200711873
指导教师:何国庚,谢军龙,李嘉老师
完成时间: 2010.11
华中科技大学
目录
一.设计题目 (3)
二.设计计算
1.冷凝器热负荷的计算 (4)
2.冷空气参数的确定 (5)
3.冷凝器的结构初步规划 (6)
4.空气侧传热系数的计算 (7)
5.管内R22冷凝时的表面传热系数计算 (11)
6.计算所需传热面积 (13)
7.确定空冷冷凝器的结构外形参数 (14)
8.空气侧阻力计算及选择风机 (15)
三. 参考文献 (16)
一:设计题目
室外侧进风温度35℃,冷凝温度50℃,过冷度5℃,室内侧进风干球温度27℃,湿球温度19.5℃,蒸发温度7℃,过热度5℃,压缩机指示效率0.75.
换热器类型:冷凝器。
制冷剂:R22。
系统制冷量:Q0=3200W。
二:设计目标
由于系统制冷量比较小,因此所设计系统的冷凝器形式选为:空气强制流动的空冷冷凝器
三:冷凝负荷计算
根据题目提供的数据查R22a的压焓图,如下图所示,
W Q2200 0
查的各状态点
1点:T1=12℃,P1=621.44,h1=407.84(kj/kg),
s1=1.760kj/(kg错误!未找到引用源。
k)
2s点:P2s=1942.31kPa,h2s=434(kj/kg)S2s=1.760kj(kg错误!未找到引用源。
k)
2点:T2=50℃,p2=1942.31kPa
3点:T3=45℃,h3=254(kj/kg),P3=1942.31kPa
压缩机指示效率:ηi=0.75
冷凝器热负荷Qk计算:
单位制冷量:
q0=h1-h3=153.84kj/kg, 错误!未找到引用源。
=442.72 kJ/㎏故,单位质量压缩功错误!未找到引用源。
34.88
制冷剂质量流量:错误!未找到引用源。
=0.0208kg/s
故,冷凝器的热负荷为
错误!未找到引用源。
=3.925KW
1.冷空气参数的确定
表6-5 空冷式冷凝器设计计算参数的选择项目选择原则
肋片的几何参数
国产纯铜管铝套片换热器的典型结构参
数:纯铜管Ф10错误!未找到引用源。
,管
间距25错误!未找到引用源。
(或Ф12错
误!未找到引用源。
,管间距30错误!未
找到引用源。
),管壁厚δ
t
=0.5~1.0错误!未
找到引用源。
对于60kW以上的机组可选
用Ф16错误!未找到引用源。
纯铜管,间
距35错误!未找到引用源。
,管壁厚δ
t
=1.0~1.5错误!未找到引用源。
,肋距错误!
未找到引用源。
=2.0~3.5错误!未找到引
用源。
,可取顺排,也可叉排
kg
kj
h
/
72
.
442
2=
kW
Qk
69
.2
=
迎面风速错误!未找到引用源。
一般,错误!未找到引用源。
高则传热系数高,但阻力增大,风机耗功增大。
综合考虑错误!未找到引用源。
2.5~3.5错误!
未找到引用源。
为宜
冷凝温度和空气进出口温差错误!未找到引用源。
冷凝器换热面积小,但压缩机排温和耗功增大。
错误!未找到引用源。
应按装置使用条件和技术经济比较确定。
一般错误!未找到引用源。
与进风温度控制在15℃左右为好。
当外界气温为30~35℃时,错误!未找到引用源。
可
取43~50℃,空气进出口温差一般取
6~10℃
冷凝器管排数沿空气流动方向的管排越多,则后几排的传热量越少。
一般取2~6排为好
已知进口温度错误!未找到引用源。
=35℃,根据表6-5取空气进出口温差为Δ错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
-错误!未找到引用源。
8℃,则定性温度
错误!未找到引用源。
=39℃,据此查空气的热物性表,得:
密度错误!未找到引用源。
=1.128 kg/m3定压比热容错误!未找到引用源。
=1.005kJ/(㎏•K) ,运动粘度错误!未找到引用源。
=16.87×10-6 m2/s,热导率:
错误!未找到引用源。
=2.751×10-2 W/(m•K),则空气流量
1.冷凝器的结构初步规划
○1肋片及传热管尺寸设置
根据表6-5,传热管选用Ф10错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
x0.7错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
的纯铜管,则d0=0.01错误!未找到引用源。
m,错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
=(0.01-2×0.0007)=0.0086错误!未找到引用源。
m ,肋片选用平直翅片(铝片),片厚δf =0.2mm肋片间距错误!未找到引用源。
.取气流方向的排数为n=5,冷凝器采用顺排套片式结构,管间距s1=25mm,排间距s2=25mm片长L=ns2=5×25=125mm
○2单位表面积及肋片系数计算
套平后翅片间传热管部分的外径
故管外肋片单位表面积为
肋间管外单位表面积为
管外单位表面积为
管内单位表面积为
故肋化系数为
1.空气侧传热系数的计算
○1根据肋片参数,冷凝器的空气最窄流通面积与迎风面积之比为
取迎风面速度错误!未找到引用源。
,则最小流通面的风速
当量直径
○2空气的雷诺数为
单元空气流道长径比
根据附录D-1中流体流过整张平套片管簇的换热公式有
平直翅片的管外表面传热系数为
○3错误!未找到引用源。
肋片当量高度为
肋片特性参数
错误!未找到引用源。
=51.356m-1其中
肋片效率
故冷凝器的外表面效率为
当量表面传热系数
1.管内R22冷凝时的表面传热系数计算
制冷剂蒸汽在空冷冷凝器中要经历状态变化的过热蒸汽区、饱和区、过冷液体区。
此三个区域的制冷剂物理性质和换热机理有所不同,其表面传热系数也不一样。
其在过热区的表面传热系数比饱和蒸汽区低,但传热温差却比饱和区要大,以致该两区面积流量近乎相等。
而在过冷液体区,面积热流量要小些,不到总传热量的10%。
所以,在设计时将制冷剂在空冷器中的全过程按饱和蒸汽区对待,以简化计算。
○1假设管壁的温度t w=47.0℃则平均温度为
根据R22管内冷凝的换热有关计算公式
根据t m=48.5℃,查表得
代入,有
由热平衡可得管壁温度平衡方程:
即错误!未找到引用源。
即
由试凑法得t w*=46.69℃时,等式成立,但与假设值有一定差距
○2故重新以t w*=46.69℃带入,平均温度为
根据R22管内冷凝的换热有关计算公式
根据t m=48.345℃查表得
将其带入上式
由热平衡可得管壁温度平衡方程:
即错误!未找到引用源。
即
由试凑法得t w*=46.69℃时,等式成立,且与前假设值相等,证明合适。
故管内冷凝传热系数
2.计算所需传热面积
○1考虑到传热管为铜管,取传热管导热热阻、接触热阻和污垢热阻之和
以管外面积为基准的传热系数为
而对数平均温差为
○2所需管外面积及结构参数
管外面积
故所需肋片管的总长度错误!未找到引用源。
1.确定空冷冷凝器的结构外形尺寸
若取垂直气流方向管的列数为10,则每根管的结构参数如下:
考虑迎风面风速的不均匀性,取错误!未找到引用源。
实际迎风面的面积错误!未找到引用源。
实际迎风面的风速错误!未找到引用源。
故实际风速与初取值接近,设计合理
3.空气侧阻力计算及选择风机
○1阻力计算
空气横向流过平套片、顺排翅片管的阻力用下式计算:
式中,A为考虑表面粗糙度的系数,对粗糙表面翅片
A=0.0113,对光华表面翅片A=0.007,在此式中取值为
0.0113.
○2风机选择
该冷凝器的额定风量由前面计算可知
故可选一台风量为20m3/min 的风机。
其静压p st按上面计算△p d可取45p a则全压为
三参考文献
】余建祖.换热器原理与设计. 北京航空航天大学出版社,2006
】郑贤德.制冷原理与装置. 机械工业出版社,2008
】吴业正.小型制冷装置设计指导.机械工业出版社,2001 】魏峥,王一惠,宋晓明.SOLIDWORKS 2008 基础教程与上机指导.清华大学出版社,2010。