空冷式冷凝器设计软件的开发研究

【关键字】论文【论文】强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计陈景锐【摘要】本文介绍了强制对流空气冷却式空调冷凝器的结构及特点，并详细论述了其设计过程，最后联系实践，制作出用于指导生产的工序指导卡。

【关键词】空调冷凝器、设计、工序指导卡引言：换热器是制冷空调系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。

因此,换热器的研究一直是制冷空调领域中一个非常活跃的研究方向。

本文以冷凝器为例，对强制对流空气冷却式空调换热器的设计进行了初步探讨。

一、概述冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。

因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。

冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。

由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。

空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。

自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。

下面仅讨论强制对流式冷凝器。

二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。

其结构组成主要为——U 形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。

下面简要介绍一下各主要部分：1、U形弯传热管U形弯传热管俗称大U弯，其材料一般为紫铜。

为了减少金属材料消耗量及减少冷凝器重量，在强度允许的条件下，应尽量避免使用厚壁铜管。

U形弯传热管有光管和内螺纹管两种。

由于内螺纹管重量轻、成本不高，并且其内表面传热系数较光管要增加2~3倍1】。

因此，现在光管已基本上被内螺纹管代替了。

2、翅片除非客户特别要求，否则翅片的材料一般为铝。

它有平片、波纹片和冲缝片三种形式，并且这三种形式的表面传热系数也相差较大。

钢管空冷模拟计算及软件开发顾顺杰;窦志超;姚勇【摘要】借助建立钢管的传热方程、边界条件和求解方法, 得出了钢管空冷数值计算模型, 通过试验室内钢管空冷过程中温度的实际测量对计算模型进行了校验.运用Borland Delphi 7.0编程开发出相应的应用软件, 以辅助技术人员和研发人员进行工艺分析和产品研发.%Simulation mathematical model for pipe in air cooling is obtained through establishing heat transfer equation, boundary conditions and solution method.And the mathematical model is calibrated based on actual temperature measurement of a pipe in laboratory.Also the corresponding application software is developed by Borland Delphi 7.0to help research and development personnel with process analysis and product development.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】4页(P38-41)【关键词】空冷;模拟计算;程序开发【作者】顾顺杰;窦志超;姚勇【作者单位】天津钢管集团股份有限公司, 天津 300301;天津钢管集团股份有限公司, 天津 300301;天津钢管集团股份有限公司, 天津 300301【正文语种】中文【中图分类】TP319;TG335.7为了进一步提高工艺分析和产品开发的效率和质量，在产品设计时，需要提前预知其工艺特性及产品性能，热处理过程对于调质类和正火类钢管的性能尤为关键，为了对热处理的过程及结果进行提前预测，需要对热处理过程进行数值模拟，利用计算机仿真热处理过程，这一技术在国内外已有了相当的发展［1－5］。

企业技术开发项目设计书项目名称高压大功率变频器空水冷却器的研发企业名称家港市恒强冷却设备企业法人（签名）建锋项目负责人林建忠 02项目起止时间 2013年01月至2014年12月填报日期 2013年9月6日省科技厅2006年制一、立项依据在高压大功率变频器应用中，国客户除少数有专用机房外，大多为了降低成本，将变频器直接安装于工业现场。

工作现场是灰尘大、温度高，在南方还有湿度大的问题。

对于线缆行业还有金属粉尘，在瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘，在煤矿等场合，还有防爆的要求等等。

尤其是对大功率变频器的冷却环境特别重要。

随着高压大功率的变频器在火力发电企业的广泛的应用，关于高压大功率变频器在应用中带来的系统安全、设备稳定性等应用问题越来越多地受到关注，在使用过程中充分的意识到，只有解决高压变频器中的系统控制、工艺优化，环境控制、安全防护等问题，才能切实保障系统安全、设备稳定。

而解决好高压大功率变频器的运行环境控制，解决好变频器本体的散热问题是解决问题的重要环节。

高压大功率变频器国普偏采用密闭空调冷却方式。

该办法主要为变频器提供一个固定的具有隔热保温的房间，依据变频器的发热量和面积大小计算出空调的制冷剂，从而配备一定数量的空调。

同时房间建筑面积的过大增加了空调的冷却负荷，由于变频器的排出的热风不能被空调全部吸入冷却，因此，造成系统效率低。

引起节约能源的二次浪费。

当变频器的功率达到2500KW以上时，采用该种运行冷却方式的系统投资和运行费用将非常高，空调设备的可靠性和运行安全系数也直接影响变频器的稳定运行，因此对冷却系统提出更高的要求。

现在高压变频器空水冷却器也逐渐运行到该冷却系统中。

目前该项目系统的研发具有良好的综合性价优势，更适合于高压大功率变频器的运行，冷却系统可以节约大量的投资和运行费用，符合系统优化节能、环保的要求。

该项目的运用实现了高压大功率变频器设备的运行环境温度的控制，从而，提高系统安全可靠性，降低运行成本。

本科毕业设计(论文)题目：空冷器工艺计算软件开发及200kCal/h空冷器设计学院：机械工程学院专业：过程装备与控制工程班级： 2011级 01 班学号： 201102060125学生姓名：严培杰指导老师：张玮陈冰冰提交日期： 2015年 6月日姓名：严培杰指导老师：陈冰冰、张玮浙江工业大学机械工程学院摘要本文主要介绍了空冷器的发展以及空冷器工艺计算软件的开发。

通过Visual.Basic 6.0编写了空冷器工艺计算软件，其中包含了常用冷却液体的物性参数数据，可实现传统空冷器的工艺计算。

其中软件的设计思路和特点尤为重要，本文还采用软件计算和人工计算进行比较的方法，对算例进行了对比，其结果表明该软件操作方便，功能完善，可有效进行空冷器的工艺计算。

关键词：空冷器；工艺计算；翅片管；软件开发The development of air cooler's Process Calculation Software and200kcal/h air cooler's DesignStudent: peijie yan Advisor:Dr.Bingbing chen Dr.wei zhangCollege of Mechanical EngineeringZhejiang University of TechnologyAbstractThis article mainly introduced the development of air cooler and the development of air cooler's process calculation software.We write the air cooler's process calculation software through Visual.Basic 6.0, and the software includes so me common liquid’s Physical param- -eters, it can use in traditional process calculation of air cooler.The software design ideas and features are particularly important。

换热器的分类随着科学技术的不断发展，换热器的种类也随着不同介质，不同压力，不同温度的要求随之增加，常见的一些具体分类如下：一、按传热原理分类可分为直接传热式换热器、蓄热式换热器、间壁传热式换热器、中间载体式换热器。

二、按结构分类可分为浮头式换热器、固定管板式换热器、填料函式换热器等。

三、按传热种类分类可分为无相变传热和有相变传热，一般分为冷凝器和重沸器。

管片式换热器一、基本结构管片式换热器的结构与管壳式换热器相似，但选择用翅片管来替代光管作为传热面，换热器由若干根翅片管组成，其主要元件就是翅片管。

根据传热原理，对流传热是指固体表面与流体接触时产生的传热现象，而安装翅片增大了传热面积，提高了换热效率。

二、工作特性管片式换热器常常应用在两侧流体的换热性能相差较大的场合，一般是用管外侧安装翅化表面来减小换热能力较差流体的换热热阻，可以使得整体换热效果得到增强。

管片式换热器的优点有1、结构紧凑、传热能力强、壳体直径或高度可减小，因此结构简单便于布置。

2、翅片管的传热面积比光管大2-10倍冷凝器的概述冷凝器是制冷系统的主要部件，它能够实现气体液体的互相转换，并排放热量。

冷凝器的工作过程是一个放热过程，在蒸发过程中，将蒸汽转变为液体的装置也称之为冷凝器。

设备原理气体通过一根很长的管子（一般是盘成螺线管），使热量散失到四周的空气中，铜类的金属导热性能强，通常用于输送蒸汽。

为了增加冷凝器的效率一般在管道上会额外增加热传导性能优异的散热片，加大散热面积，以此提高散热并通过使用风机来加快空气对流速度，将热量带走。

制冷剂的制冷原理是经压缩机将工质由低温低压的气体压缩成高温高压的气体，再经过冷凝器使其冷凝成中温高压的液体，再经过节流阀节流之后，使其转变成低温低压的液体。

低温低压的液态工质送入蒸发器，在蒸发器中液体吸热蒸发而变成低温低压的蒸汽，蒸汽再次送入压缩机内完成制冷循环。

根据冷却介质的种类，冷凝器主要可以分为空冷冷凝器和水冷冷凝器以及水和空气联合式冷凝器，在正常情况下，三种冷凝器都有很好的冷凝效果，但随着水资源的日渐短缺，空冷冷凝器得到了更多的重视，在化工、冶金、发电等很多不同行业都有着很多的应用。

空冷系统关键换热器稳态特性的仿真研究的开题报告
一、选题背景及意义：
现代工业制造中，机械设备的冷却通常采用空气冷却方式。

空气冷却系统的重要组成部分是换热器，而换热器的性能直接影响系统的稳定性和效率。

因此，研究空冷系统换热器的稳态特性及其影响因素，对提高空气冷却系统的性能具有重要意义。

二、研究内容：
本文旨在利用计算流体动力学（CFD）方法，通过建立空冷系统关键换热器的三维仿真模型，研究其稳态特性及其影响因素。

具体研究内容包括：
1. 建立空冷系统关键换热器的三维数值模型，并对模型进行验证和优化；
2. 分析空冷系统换热器稳态特性，包括传热、流动和温度分布等；
3. 利用仿真模型，研究不同参数对系统换热器性能的影响，如进出口温度差、气体流速、换热管材料等因素。

三、研究预期成果及应用价值：
通过研究空冷系统关键换热器的稳态特性及其影响因素，本文旨在提高空气冷却系统的性能，从而为现代工业制造提供重要支持。

预期成果包括：
1. 建立空冷系统关键换热器的三维仿真模型，验证和优化模型，为后续研究提供基础和保障；
2. 分析空冷系统换热器的稳态特性及其影响因素，为空气冷却系统的设计和优化提供理论参考；
3. 研究不同参数对系统换热器性能的影响，为工程实践中的空气冷却系统提供优化方案。

综上所述，本研究具有重要的理论意义和应用价值，对提高空气冷却系统的性能具有重要意义。

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。