蒸发器设计计算
已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ︒=70，进口空气的干球温度为C t a ︒=211，湿球温度为C t b ︒=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ︒=132，湿球温度为C t b ︒=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。
（1）蒸发器结构参数选择
选用mm mm 7.010⨯φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。
（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 mm s L 95.892565.2132532=+⨯=+=
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
①空气的物性
空气的平均温度为
空气在下C ︒17的物性参数
②最窄截面处空气流速
③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kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。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()0.1=ϕ相交于点w ，该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ︒===8,6.6,25。
在蒸发器中空气的平均比焓值 由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=︒=
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f η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4.24
.1025d B ,1b m ===ρ且B A 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C t ︒=70时的物性参数为：
饱和液体密度 33.1257m kg l =ρ
饱和蒸气密度 343.26m kg g =ρ
液体粘度 s Pa l ⋅⨯=-6102.202μ
气体粘度 s Pa g ⋅⨯=-610815.11μ
汽化热 kg kJ 56.1990=γ
液体热导率 K m W l ⋅⨯=-/102.133λ
蒸气热导率 K m W g ⋅⨯=-/1093.93λ
液体普朗特数 62.2=rl P
蒸气普朗特数 92.0=rg P
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25.01=x ，出口干度0.12=x 。则R22的总质量流量为
作为迭代计算的初值，取27200m W q i =，R22在管内的质量流速()
s m kg g i ⋅=2'160。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i r 可以忽略，接触热阻以及导热热阻之和取为()
K m W r ⋅=200048.0 （10）核算假设的i q 值 计算表明，假设的27200m W q i =初值与核算的值26851m W 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 2,074.03600
367.798m w q A f a
v f =⨯== 取蒸发器的宽度mm B 350=，高mm H 300=。实际迎风面积为2105.03.035.0m A f =⨯=。
已选定垂直于气流方向的管间距为mm s 251=，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m 35.0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mm 10，mm 3；U 型管需要用弯头相接，取弯头半径为mm R 5.12=。由于管径很小，伸出部分换热可以忽略不计。 每一翅片（宽mm 5.312，深约为mm 90）总的外表面积
总翅片数为 1405.2350=÷ 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mm 5.312，深度为mm 95.8925365.21=+⨯，宽度为mm 390220350=⨯+。
（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t p ∆
t f 由小型制冷装置设计与指导图（4-21）确定，
由T P 及d Re 查得4.0≈tz f ，于是
所以 Pa p p p t f 57.3907.195.20=+=∆+∆=∆
