空冷冷凝器计算说明书

空冷式冷凝器设计计算解：(1).有关温度参数及冷凝热负荷确定，有关温度的数值取冷凝温度k t =50℃，进口空气干球温度1a t =35℃，出口空气干球温度2a t =43℃，进出口空气温差1a t -2a t =8℃对数平均温差θm =2112lna k a k a a t t t t t t ---=10.5℃查的R134a 在k t =50℃，0t =5℃是的冷凝负荷系数Co=1.31 （2）.选择?10mm ×0.5mm 的紫铜管为传热管,选用的翅片厚度δf =0.15mm 的波纹形整张铝制套片。

取翅片节距S f =2mm ，迎风面上管中心距s 1=25mm ，管簇排列采用正三角形叉排。

每米管长各有关的传热面积分别为a f =2（s 1s 2-4πd b ）/S f =0.4579㎡/ma b =πd b （s f -δf ）/s f =0.0299㎡/mof a =a f +a b =0.4878㎡/ma i =πd i =0.0283㎡/m取当地大气压P B =98.07KPa ，有空气热物理性质表，在空气平均温度下t m =39℃条件下，c pa =1013J/（kg ·K ），νa=17.5×610-㎡/s ，空气密度取ρa=1.1095kg/m 3 冷凝器所需的空气体积流量q v =)t -(t C ρa1a2pa a kQ =0.73m 3/s选取迎面风俗w y =2.5m/s,则迎风面积Ay=yvw q =0.43㎡取冷凝器迎风面宽度即有效单管长l=0.93m ，则冷凝器的迎风面高度 H=1s Ay=0.462m 迎风面上管排数 N=211-s H =12排（3).进行传热计算，确定所需的传热面积of A ，翅片管总长L 及空气流通方向上的管排数n 采用整张波纹翅片及密翅距的叉排管蔟的空气侧传热系数由式（3-10)乘以1.1再乘以1.2计算预计冷凝器在空气流通方向上的管排数n=4，则翅片宽度 b=) δ()()δ)((21f 1-+---f b f b s d s s d s =0.0033m最窄截面风速max w =)δ)((f 11--f b fs d s s s =4.6m/s因为ed b=26.24 f Re =amax νed w =867.4查表3-18和3-19，求得Ψ=0.15，n=0.623，c=1.152，m=-0.211，则空气侧表面系数of α =m ef d bn )(Re d λc Ψe a ×1.1×1.2=62.06W/（㎡·K ）查表3-11，R134a 在k t=50℃的物性集合系数B=1424.9，氟利昂在管内凝结的表面传热系数由式（3-17）计算αki=)(1555.025.025.0t t dw k iB ---翅片相当高度由式3-15计算＇h =+-dsds d n oo c11ln 35.01)1(2=0.01m 取铝片热导率λ=203W/(m ·K) 由式3-14计算翅片参数m 即：δαλfof m 2==61.64由式3-13计算翅片效率ηf=hh m m th '')(=0.88表面效率由式3-12计算=ηoaa a a bfbff++η=0.892忽略个有关污垢热阻及接触热阻的影响，则t wi =t wo =t w ,将计算所得的有关各值代入3-20即)()(0t t a t t a m w of of w k i ki -=-ηαα经整理得)39(372.0)49(75.0-=-t t w w解上式的t w =44.2℃，则R134a 在管内的凝结表面传热系数==---)(125.025.0555.0t t d w k iB ki α2388*(50-t wi )-0.25=1654.5取管壁与翅片见接触热阻r b =0.004㎡·K/W 、空气侧尘埃垢层热阻r 0=0.0001。

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。

空冷器计算过程空冷器空冷器换热效果好，结构简单，节约水资源，没有水污染等问题，比水冷更经济，故选用空冷器。

1．计算依据（1）进出空冷器的流量和组成：组分（2）设计温度40℃（3）进空冷器温度420℃，出空冷器温度80℃（4）进出口压力0.06MPa（表压）（5）换热量Q=2.37×106KJ/h2．设计计算（参考资料《化工装置的工艺设计》）查《化工装置的工艺设计》表9-31得轻有机物的传热系数为10英热单位/英尺2.h.换算为国际单位制：K=10×0.86×4.18=204.25KJ/m2.h.℃假设空气温升15.3℃按逆流：△t1=420-55.3=364.7℃△t2=80-40=40℃△tm1=146.91℃取温差校正系数Φ=0.8△tm=△tm1.Φ=146.91×0.8=117.53℃则所需普通光管的表面积：A0=Q/K.△tm（4—1）=2.37×106/(204.25×117.53=98.73m2由(T2-T1)/K=1.86查《化工装置的工艺设计》图9-120得：最佳管排数为n=6又由n=6查表9-33得迎面风速FV=165米/分表面积/迎风面积=A0/F2=7.60则：F2=A0/7.60=98.73/7.60=12.99m2由F1= Q/(t2-t1)FV17.3 （4—2）式中Q—换热量,Kcal/h(t2-t1)—空气温升FV—迎面风速，米/分代入数据F1=2.37×106/(15.3×165×17.3=12.98m2取ξ=0.01F2-F1=12.99-12.98=0.01≤ξ即空气出口温度假设合理以光管外表面为基准的空冷器的换热面积为98.73m2参考鸿化厂选φ377×12的换热管管长L=98.73×4/π×0.3532=1010米管内流速u=143.07×22.4×4/π×0.3532=2762.5m/h=9.2m/su=9.2m/s符合换热管内流速范围15—30米/秒，故换热管选择合理空冷器规格及型号：φ377×1010F=98.73m2评价，未作翅片面积核算。

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。

一、空气流量环境温度Tair=35，35℃进出口温差ΔT=10℃，空气进口温度Ti=35℃，空气出口温度T0=45℃，冷凝器中的平均温度Tm=40℃；空气的密度ρm=1.092Kg/m3；空气的定压比热Cp=1.01E+03J/（KgK）；冷凝器的热负荷Qk=77000W；空气的体积流量Vair=6.96E+00m3/S二、结构初步规划选定迎面风速Wf=2.5m/s沿气流方向的排数nl=3冷凝器采用正三角*排翅片厚度δf=0.190.19mm 翅片节距Sf=1.8；1.8mm翅片管的纵向距离S1=25mm；翅片管的横向距离S2=21.65mm；翅片管的基管直径Db=9.9mm；单位管长翅片面积Ff=0.515902389m2；单位管长翅片间基管面积Fb=0.0278047m2；单位管长翅片管的总面积F0=0.543707089m2；翅片管的中性面的直径Dm=9.1mm；单位管长内螺纹管的中性面表面积Fm=0.028574m2；翅片管的的内径Di=8.68mm；内螺纹管的内表面积Fi=0.0272552m2；翅化系数β=F0/Fi19.94874699 ；最小截面与迎面截面面积之比0.540244444；最小截面的风速Wmax=4.627534861m/s；冷凝器的当量直径Deq=2.909754638mm由冷凝器的平均温度Tm，查空气的物性参数动力粘度νf=1.75E-05m2/s导热系数λf=0.0264W/（Mk）密度ρf=1.0955m3/K g故雷偌数Ref=7.69E+02长径比L/Deq=22.32146971 对于平套片管空气的换热系数A=0.518-0.02315*L/Deq+0.000425*（L/Deq）^2-3E-6*(L/Deq)^3 A=0.179648497C=A*（1.36-0.24*Ref/1000）2.09E-01n=0.45+0.0066*L/Deq0.5973217m=-0.28+0.08*Ref/1000-2.18E-01 对于*排换热系数比顺排高10%则α0=1.1*0.02643*C*Refn/Deq*（L/Deq）^m5.62E+01W/(M2k) 对于*排管簇L=S125mmB=S221.65mmρ=B/Db2.186868687ρ'=1.27*ρ*(L/B-0.)^0.52.56768664h'=Db*(ρ'-1)*(1+0.35*lnρ')/20 .010321268m=(2α0/(λf*δf))^0.553.99064795故翅片的效率ηf=th（mh’）/mh0.907911856表面效率ηs=1-Ff/F0（1-ηf）0.912621162 计算管内的换热系数αi假设壁温Tw=50.5℃液膜平均温度Tm=52.25温度rs1/4Bm4020.19271.655019.81166.84Tm19.7252865.75775 管内换热系数αi=0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4 忽略铜管管壁和接触热阻,由管内外热平衡:αi*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)Tw'=4.97E+01℃Δ=|Tw'-Tw|/Tw8.19E-01取壁温Tw=5.05E+01℃则αi=2.12E+03W/(M2k)5计算传热系数及传热面积取污垢系数ri=0,r0-0.0086(M2k)/W 计算传热系数K0=1/((1/αi+ri)*f0/fi+δ/λ*f0/fm+1/(ηs*α0))3.46E+01传热温差Θm=(ta2-ta1)/ln((tk-ta1)/(tk-ta2))13.38303969℃所需传热面积F=Qk/（K0*Θm）1.66E+02m2翅片管的总长L=F/f03.06E+02m 确定冷凝器的结构尺寸,选取垂直方向的排数,沿气流方向的排数NL N=40则宽A=L/(N*NL*2)1.27E+00m取A=1.4m则传热面积A'=12.2103296m2则实际风速Wf=2.49E+00m/s 计算空气侧阻力气流流过横向整套片的阻力损失由于*排比顺排阻力要大20%Δpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.746.89073292Pa风机的全压P=50.31417042Pa选两台CFE710-6T_-C10-S 风量大概15000*2重新计算压力13150m3/h迎面风速Wf=2.609127m/s迎面风速Wmax=4.82953m/sΔpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.77.06E+01Pa蒸发器的校核计算热负荷Q0=54000W制冷剂流量g=354g/s内表面的热流量qi=4422.485041W/m2取质量流速g=150kg/(m2s)总流通面积A=0.00236m2每根管的有效流通面积Ai=5.91438E-05m2蒸发器的分路数Z=39.90275631取Z'=40每一分路R22流量Gd=0.00885kg/s查的B值B=1.38则αi=B*Gd^0.2*qi^0.6/di^0.61424.149983 2、确定空气在蒸发器的状态变化由进口的空气参数t1=7℃，ts1=6℃，查焓湿图得I1=20.56KJ/kgd1=5.368g/kg干空气的密度ρρ=1.2Kg/m3空气的定压比热容Cp=1.005KJ/（kg℃）水蒸气的定压比热容Cp=4.19KJ/（kg℃）出口的干球温度t2由能量守衡Q0=Cp*ρ*V*（t2-t1）t2=0.870949℃假设出口的干球温度为t2‘=2℃由能量守衡Q0=ρ*V*（I1-I2）I2=14.4003KJ/KgI=Cpg*t+（2500+Cpq*t）*dd=0.00494Kgts2=2.81℃Tw=1.75℃,Iw=12.47KJ/Kg,dw=4.274g/kgTw=1.75℃Iw=12.47KJ/kgdw=4.274g/kg干在蒸发器中空气的平均焓值Im=Iw+（I1-I2）/Ln（（I1-Iw）/（I2-Iw））Im=16.76861KJ/kg由Tm可得Tm=4.6℃dm=4.833g/kg求析湿系ξ=1+2.46*（dm-dw）/（tm-tw）ξ=1.482505空气的气体常数Ra=287.4T！=280K进口状态的比容ν1=Ra*T1*（1+0.0016d1）/Pbν1=0.801058m3/kg故空气的体积流量空气侧的换热系数空气的迎面风速Wf=Wf=2.609127m/s则空气侧的换热系数α0=57.8W/(M2k)凝露工况下的翅片效率m=（2*α0*ξ/（λf*δf））^0.5m=47.78611则ηf=ηf=0.926096故凝露工况下的换热系数αj=αj=79.67994W/(M2k)设翅片侧热阻以及翅片与管壁热阻之和4.80E-03m2k/WK0=1/（f0/fi/αi+r+1/αj）3.19E+01传热温差Θm=（t1-t2）/ln（（t1-t0）/（t2-t0））6.80519则传热量Q=K0*Θm*F3.61E+04哪有这么麻烦，最简单12平米/hp设计冷凝器，风量10度温差，蒸发器肯定够。

风冷冷凝器的设计计算1 原始数据由给定条件，现需设计一台制冷量为60kW 的R22空气冷凝器。

冷凝温度：48k t =℃进风温度：135a t =℃ 出风温度：243a t =℃ 2初步规划选用16 1.0mm φ⨯的纯铜管，成正三角形排列[2]；管间距135s mm =，排间距230.3s mm =；肋片为平直铝套片，肋间距 2.5f s mm =；沿气流方向管排数4n =；片宽2121.2L n s mm =⨯=。

如下图：图 2 翅片管冷凝器侧面截图设计两片，成V 字形，每片热负荷为35.9KW 。

3 结构的初步规划及有关参数 各部分单位管长面积为[2]： 肋片面积：21222(/4)/0.6815/f b f f s s d s m m π=⨯-⨯=肋片基管面积：32(1/)3.1415916.310(10.2/0.25)0.04814/b b f f f d s m m πδ-=⨯⨯-=⨯⨯⨯-=肋管外总表面积：220.68150.04814/0.7296/t f bf f f m m m m =+=+=肋管内表面积：3223.14159(16 1.02)10/0.04398/i if d m m m m π-==⨯-⨯⨯=肋化系数：/16.885t if f β==4 进出换热器的温差及风量 温差[1]：218a a a t t t C =-=︒ 风量[2]：3335.92/1.0995 1.00588.122/ka m pa aQ V c t m sm s ρ=⨯⨯⨯=⨯⨯=（4.2a ）其中定性温度：12392a a am t t t C +==︒ 31.0995/m kg m ρ=1.005/(.)pa c w kg k =5 肋片效率及空气侧换热系数的计算根据肋片参数，冷凝器的空气最小流通面积min A 与迎风面积fA 之比[2]：1min 1()()(3516.3)(250.15)35 2.50.5022b f f f f s s s A A s s δ--=⨯-⨯-=⨯=（4.2b ）考虑降噪节能等因素取迎面风速2.8/m s ， 则最小流通面风速：max min5.575/f f A W w A m s=⋅=当量直径：（最小流通面的面积与周长之比）2(3516.3)(2.50.15)/(3516.3 2.50.15)4.17eq d mm =⨯-⨯--+-=空气的雷诺数：max 6Re 5.575 4.17517.5101330.1663eqfW d v -⨯=⨯=⨯=单元空气流道长径比：121.229.034.175ep L d ==根据流体横向流过肋片管簇的的整张平套片换热计算公式[3]：2630.5180.02310.000425()310()0.1307eq eq eqL L L A d d d -=-⋅+-⨯=0.24Re (1.36)10000.1361fC A ⨯=⋅-=0.450.00660.6416eqL n d =+=Re 0.280.0810000.1736f m =-+⋅=-批注：以上两个公式m 和n 应该互换所以，管外的表面传热系数[3]：021.1Re ()53.32/()fn mf eqeqL a C d d w m k λ=⋅⋅⋅⋅=⋅对于叉排，有'1'1.272.1472.282bs d ρρρ====故：肋片当量高度：'''(1)(10.35ln )216.3(2.2821)(10.35ln 2.282)2bd h ρρ=⨯-⨯+⨯=⨯-⨯+⨯ 肋片特性系数[2]：1159.1782m m --===（4.2e ） 肋片效率[2]：159.1782m m -===（4.2f ）肋片效率：33()(59.178213.4610)59.178213.46100.8312f th mh mhth η--=⨯⨯=⨯⨯=冷凝器外表面效率[2]：0.68150.83120.048140.72960.8423f f bs tf f f ηη+=⨯+==6 管内R22冷凝时的表面换热系数 首先，设管壁温度：*47.03w t =℃则*47.52w km t t t +==℃，在该温度下，1419.87,67.554s m r B ==。

制冷量的计算方法风冷凝器水冷凝器换热面积计算方法与压缩机匹配选型
2010-06-10 22:45
制冷量的计算方法风冷凝器水冷凝器换热面积计算方法与压缩机匹配选型
1）风冷凝器换热面积计算方法
制冷量+压缩机电机功率/200~250=冷凝器换热面例如：（3SS1-1500压缩机）CT=40℃：CE=-25℃压缩机制冷量=12527W+压缩机电机功率11250W=23777/230=风冷凝器换热面积103m2
2）水冷凝器换热面积与风冷凝器比例=概算1比18（103 /18）=6m2
蒸发器的面积根据压缩机制冷量（蒸发温度℃×Δt相对湿度的休正系数查表）。

3）制冷量的计算方法：=温差×重量/时间×比热×设备维护机构
例如：有一个速冻库
1）库温-35℃
2）速冻量1T/H
3）时间2/H内
4）速冻物质（鲜鱼）
5）环境温度27℃
6）设备维护机构保温板计算：62℃×1000/2/H×0.82×1.23=31266 kcal/n 可以查压缩机蒸发温度CT=40 CE-40℃制冷量=31266 kcal/n。

冷凝器计算程序1冷凝器计算程序1冷凝器是一种重要的热交换设备，广泛应用于各种工业生产过程中的蒸汽压缩循环系统中。

冷凝器的主要功能是将蒸汽或气体的热量转移到冷却介质中，将其冷凝成液体。

在设计冷凝器时，需要进行一系列的计算和选择，包括冷凝器的换热面积、冷却介质的流量以及冷却介质的温度。

冷凝器的换热面积是根据工艺需求来确定的，通常可以通过以下的计算方法来确定：1.计算冷凝器的传热负荷，传热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*(h1-h2)其中，Q为传热负荷，m为蒸汽或气体的质量流量，h1为入口蒸汽或气体的焓值，h2为出口液体的焓值。

2.根据传热负荷和传热系数来计算换热面积，换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U*ΔΤm)其中，A为换热面积，U为总传热系数，ΔΤm为对数平均温差。

冷凝器的冷却介质的流量可以通过以下的计算方法来确定：1.根据换热面积和传热系数来计算冷却介质的流量，冷却介质的流量可以通过以下公式计算：m_c=Q/(c*ΔT_c)其中，m_c为冷却介质的质量流量，c为冷却介质的定压比热容，ΔT_c为冷却介质的进出口温差。

2.根据冷却介质的流速来计算冷却介质的流量，冷却介质的流量可以通过以下公式计算：m_c=ρ_c*A_c*V_c其中，ρ_c为冷却介质的密度，A_c为冷凝器的截面积，V_c为冷却介质的流速。

冷凝器的冷却介质的温度可以通过以下的计算方法来确定：1.根据冷却介质的进口温度和换热面积来计算冷却介质的出口温度，冷却介质的出口温度可以通过以下公式计算：T_c2=T_c1+Q/(m_c*c_c)其中，T_c1为冷却介质的进口温度，T_c2为冷却介质的出口温度，c_c为冷却介质的定压比热容。

2.根据冷却介质的流速、换热系数和对数平均温差来计算冷却介质的温度，冷却介质的温度可以通过以下公式计算：T_c2=T_c1+(Q/(m_c*c_c)-U*A/m_c)*(1/U*A)其中，T_c1为冷却介质的进口温度，T_c2为冷却介质的出口温度，U 为总传热系数，A为换热面积，m_c为冷却介质的质量流量，c_c为冷却介质的定压比热容。

冷凝器的设计计算1.技术参数R404a冷凝温度t k：35℃,；进口空气温度ta1：28出口空气温度ta2：33℃进出口空气温差ta2- ta1：5℃对数平均温差：t m= (ta2- ta1)/ln(t k- ta1)/(t k- ta2)=5/ln7/2=5/1.25=4℃2. 冷凝器的计算2.1翅片管簇结构参数选择及计算选择Ф10mm╳0.5mm的紫铜管作为传热管，选用的翅片厚度δf=0.15mm的波纹型整张铝制套片。

取翅片节距S f=2mm，迎风面上管中心距S1=25mm，管簇排列采用正三角插排。

每米管长各有关传热面积分别为：a f=2(S1*S2-П/4d b2)/S f=2*(0.0252*31/2/2-П/4*0.01032)/0.002=2*(0.00054-0.000082)/0.002=0.4579m2其中d b=d0+2δf（do=Ф10mm，外径）a b=Пd b（S f-δf）/S f=П*0.0103*（0.002-0.00015）/0.002=0.0299m2a of=a f+a b=0.4579+0.0299=0.4878m2a i=Пd i=П*0.009m2=0.0283m2(d i为内径)取当地大气压P a=101.33kPa，由空气（干空气）热物理性质表，在空气平均温度30℃条件下，C pa=1.013J/(kg·℃)、λa=0.02675W/(m·K)，νa=16╳10-6m2/s。

在进风温度t a1=28℃条件下，ρa=1.1095kg/m3。

冷凝器所需空气体积流量q v=Q/ρa*C pa（t a2-t a1）=12560/1.1095*1013（33-28）=2.235m2/s 选取迎面风速w y=2.5m/s，则迎风面积：A y=q v/w y=2.235/2.5=0.894m2取冷凝器迎风面宽度即有效单管长l=0.93m，则冷凝器的迎风高度：H=A y/w y=0.894m2/0.93=0.962.2传热计算确定所需传热面积A of、翅片管总长L以及空气流通方向上的管排数n。

冷凝器计算冷凝器(t k=40,t o=2）换热计算1.设计参数： Q k =SRF-120 压缩机W制冷剂： R22冷却介质： H2O冷凝温度：t k =40℃进水温度：t1 =30℃出水温度：t2 =35℃水侧污垢系数：γo =0.000086m2K/W 2.换热管参数：2.1换热管管内参数：内径： di =0.01348m 2.2换热管管外参数：坯管外径：do = d m =0.01588m 换热管光管段长度：l z = 2×0.050.1m 翅片外径： D w =0.01588m 翅片根径： D g =0.01418m 翅片高： h =0.00085m 翅片间隙： S =0.0004m 翅片距：P =0.00085m 翅片间当量直径：de = 4sh/(2h+s) =0.0006476m 传热面积系数：ηc =0.8单位管长外表面积：F ol = ηc[π(D w2-D g2)/2+πD g·S]/P =0.09232㎡/m 2.3拟取冷凝器参数：冷凝管根数： n n =113根过冷管根数： n g =0根管程数： Z =2程有效管长： l =2m 垂线上的平均管子数：N cg =9根似取冷凝面积（内表面）F in = n n×π×d i×l =9.57079923.水在定性温度下的物性值：定性温度： t m = (t1+t2)/2 =32.5定压比热：C p =4179J/kg·K 密度：ρw =994.9kg/m3动力粘度：μ =7.62E-04Pa·S 普兰德准数： P rw = 5.15导热系数：λ =0.6248w/mK 4.制冷剂在定性温度下的物性值：定性温度：t mf = t k =40℃导热系数：λ f =0.0772W/mK 运动粘度：υf = 1.94E-07㎡/s 表面张力：σf = 5.80E-04㎏/m 密度：ρ f =1133㎏/m3冷凝潜热： h fg =166220J/㎏普兰德准数： Pr f = 3.745.管内水侧给热系数：5.1冷却水流量：V = Q k/[C pρw(t2-t1)] =0m3/s0m3/h 5.2管内水速：ω= 4·Z·V/[(n n+n g)πd i2] =0m/s 5.3雷诺数：Re w = d iωρw/μ =05.4水侧给热系数：αi =0.023(λ/di)Re w0.8P rw0.4) =0w/㎡K6.管外制冷剂的给热系数：6.1毛细作用系数：βc =1－4{σf／[ρ f ·(D g+h)de]}0.5／π=0.70800876.2单位面积热负荷：q = Q k/(n n·π·d o·l·ηc) =06.3雷诺数：Ref = 4qd m P/[ρfυ f · h fg(2h+S)] =06.4伽利略准数：G a = gF ol3/υf2 = 2.051E+116.5表面张力作用系数：βσ= σf（1/0.0001+2/S)/(h·ρf) =9.03379896.6管外给热系数：6.6.1各种系数：①Co = 0.193βc0.5Re f-0.32Pr f0.31βσ0.15G a0.1(0.013/S)2000S =#DIV/0!②不凝气体影响系数；设不凝气体含量为： A =0.012η1 = EXP(-15.6×A) =0.8292779③制冷剂含油影响系数：设含油量为：B =0.01η2 = [EXP(-8.5×B)]0.8 =0.9342605④管束效应系数：η3 = N cg-0.25 =0.57735036.6.2管外给热系数：αo = η1η2η3C o(λf3·g/υf2)1/3 =#DIV/0!W/㎡K7.总传热系数：（按内表面计算）K i = A[1/αi+d i/(d mαo)+γo]-1 =#DIV/0!8.对数平均温差：Δt m = (t2-t1)/ln[(t k-t1)/(t k-t2)] =7.21347529.传热面积（内表面）：F i' = Q k/(Δt m K i) =#DIV/0!取5%的面积裕量,则 F i =1.05F i' =#DIV/0!10.校核：F in/F i =#DIV/0!∵ 1≤F in/F i≤1.05 ∴计算合格。

(完整版)冷凝器热量及面积计算公式引言冷凝器是工业生产中常见的设备之一，用于将蒸汽或气体冷凝成液体，并释放热量。

为了正确设计冷凝器，我们需要通过计算来确定所需的热量和面积。

本文档将详细介绍冷凝器热量计算和面积计算的公式及步骤。

冷凝器热量计算冷凝器热量计算的公式如下：热量 = 比热容 ×质量 ×温度差其中，- 比热容指的是液体在单位质量下温度变化的热容量。

- 质量是液体的质量。

- 温度差是冷凝器进口液体的温度与出口液体的温度之差。

通过测量进口液体和出口液体的温度，以及知道液体的比热容和质量，即可计算出冷凝器需要释放的热量。

冷凝器面积计算冷凝器面积计算的公式如下：面积 = 热量 / (传热系数 ×温度差)其中，- 热量是前面计算得到的冷凝器需要释放的热量。

- 传热系数是冷凝器内部传热过程的系数。

- 温度差是冷凝器进口液体温度与环境温度之差。

通过测量进口液体温度和环境温度，以及知道热量和传热系数，即可计算出冷凝器所需的面积。

示例为了更好地理解和应用上述公式，以下是一组示例数据：假设冷凝器进口液体温度为80°C，出口液体温度为40°C，液体的比热容为2.1 J/(g°C)，质量为1000 g，传热系数为50 J/(m²·°C)，环境温度为30°C。

首先，计算热量：热量 = 2.1 × 1000 × (80 - 40) = J然后，计算面积：面积 = / (50 × (80 - 30)) = 168 m²因此，根据给定的数据，我们得出冷凝器所需的面积为168平方米。

结论通过本文档的介绍，我们了解了冷凝器热量计算和面积计算的公式及步骤。

这些公式可以帮助我们正确设计和计算冷凝器所需的热量和面积，从而提高冷凝器的效率和性能。

空冷式冷凝器计算1、设计参数冷凝温度t k=64.5℃ ,过冷度△t=5℃,过热度△t g=10℃环境温度t1=50℃出风温度59℃大气压力: Pa=101320Pa【出风温度和冷凝温度的确定：由于制冷模块中制冷压缩机使用的最高环境温度为+50℃，根据经验，冷凝温度比空气进口温度一般高～15℃，则最高冷凝温度为t k=50℃+15℃=+65℃。

由于冷凝温度取得愈高，压缩机制冷量下降，电机功率增加，但冷凝面积减少。

为解决制冷模块中压缩机制冷量偏小和功率大的主要矛盾，用增加冷凝面积的方法降低冷凝温度，来达到增加压缩机制冷量和降低功率的目的。

但是另一方面，空气进出空冷式冷凝器的温差一般为8℃～10℃，空气进出温差愈大，风量愈小，风机功率也愈小，出风温度愈高，对数平均温差愈小，冷凝面积愈大。

综合传热面积、制冷量和功率等技术经济指标等因素，取进出风温差为9℃和冷凝温度为64.5℃较为合理，此时出风温度为59℃。

】2、确定冷凝器热负荷及空气流量根据制冷循环的热力计算确定冷凝器冷凝热负荷由资料[1] P137式(1.4.2.1)Q k = i2−i4i1−i4×Q0 = ξk Q0kW式中：Q0——制冷压缩机的热负荷，kW Q0 =392kWξk——制冷压缩机冷凝负荷，无因次i2——制冷剂开始冷凝器的比焓（kJ/kg）i2 = 453.97 kj/kgi4——制冷剂过冷结束时的比焓（kJ/kg）i4 = 286.52 kj/kgi1——制冷剂进入压缩机的比焓（kJ/kg）i1 = 414.65 kj/kgQ k = i2−i4i1−i4×Q0 = 453.97−286.52414.65−286.52×392 = 512.3kW由《Solkane Solvay Fluor GmbH》公司选型软件表可得，冷凝器热负荷为513.3kW，与上述计算基本接近，以下计算取计算值。

空气流量——Va空气流量计算：由资料[2] P149式（7-12）Va =Q kρa×γ(t a0−t ai)m3/h式中：Q k—— kW，冷凝器热负荷，Qk =512.3kW =1844280kJ/ht ao ——空气出风温度，取59℃t ai ——空气进风温度，取50℃ρa——空气的定压比热，kJ/（kg·℃）。

课设题目：空冷冷凝器一、设计条件：某空调制冷机组采用空气冷却式冷凝器，要求制冷剂冷凝液过冷度5℃，压缩机在蒸发温度5℃，冷凝温度45℃时的排气温度为80℃,压缩机实际排气量为160kg/h；冷凝器空气进口温度为35℃。

二、其他参数1、制冷剂采用R134A2、采用肋片管式空冷冷凝器3、传热管采用紫铜套铝片，参数自定，正三角形排列（错排）三、完成内容1.确定冷凝器热负荷，并进行冷凝器设计计算2.提交计算程序以及计算说明书3.相关工程图纸一、计算冷凝器热负荷由所给条件画出压焓图1.根据tk=50℃和排气温度tdis=80℃,以及过冷度dt=5℃在 R134A压焓图上可以查出hdis=460kj/kg以及过冷液体要求hc=250kj/kg.所以冷凝器热负荷为qmr*(hdis-hc)/3600=9.333kw2.取进出口空气温差为8℃，则定性温度为39℃，可求出空气流量qv2=1.029 m3/s4.单位管长肋片面积Af2=0.5294肋间基管表面积 Ab2=0.03肋管外总表面积 A2=Af2+Ab2=0.5594二、冷凝器的初步规划及有关参数选择管排方式采用错排，正三角形排列。

管间距s1=25.4mm 排间距s2=22mm紫铜管选用10*0.7，翅片厚度df=0,12mm,肋片间距sf=1.8mm,沿气流方向管排数n=2排。

三，设计计算流程图四、计算程序#include<iostream.h> #include<math.h>#define qmr 160#define pi 3.14void main(){double _tk=45, _tdis=80, _tc=5,_t2=35,_t3=43,tm;double _hdis=460,_hc=250,Pk;double _p2=1.128,_cp2=1.005,_v2=0.00001687,_r2=0.02751,qv2;double_d0=0.01,_df=0.00012,_df1=0.0007,_s1=0.0254,_s2=0.022,_sf=0.0018,_di=0.0086,_n= 2,_nb=18,db,Af2,Ab2,A2,A1,bt,bt1,ib,de; //3.结构设计double _r14=19.9238,_Bm=74.8481,_r0=0.0001;tm=(_t2+_t3)/2;Pk=qmr*(_hdis-_hc)/3600;cout<<"冷凝器热负荷为："<<Pk<<"kw";qv2=Pk/(_p2*_cp2*(_t3-_t2));cout<<"空气流量为"<<qv2<<endl;db=(_d0+2*_df);Af2=2*(_s1*_s2-pi*db*db/4)/_sf;Ab2=pi*db*(1-_df/_sf);A2=Af2+Ab2;A1=pi*_di;bt=A2/A1;bt1=A2/(A1+A2);ib=(_s1-db)*(_sf-_df)/(_s1*_sf);de=2*(_s1-db)*(_sf-_df)/((_s1-db)+(_sf-_df));double a1,C1,C2,Re, L,m,n,wf,wmax,L2,wf2,L1,H; //4.空气侧换热系数 double nf2,n02,rh,rh1,rf=203,z,h1;rh=_s1/db;rh1=1.27*rh*pow(0.7,0.5);h1=db*(rh1-1)/2*(1+0.35*log(rh1));L=_n*_s2;for(wf=2.0;wf<=4.5;wf+=0.1){wmax=wf/ib;Re=wmax*de/_v2;C1=1.36-0.24*Re/1000;C2=0.518-0.02314*(L/de)+0.000425*(L/de)*(L/de)-3*pow(10,-6)*(L/de)*(L/de)*(L/de );m=0.45+0.0066*(L/de);n=-0.28+0.08*(Re/1000);a1=C1*C2*(_r2/de)*pow(L/de,n)*pow(Re,m);z=pow(2*a1/rf/Re,0.5); //5.计算翅片效率及表面效率nf2=tanh(m*h1)/m/h1;n02=1-Af2/A2*(1-nf2);double a2,tw=43.5; //6.计算管内换热系数???????a2=0.683*_r14*_Bm*pow((45-tw),-0.25)*pow(0.0086,-0.25);// 计算传热系数及传热面积double Kof,at,A0;Kof=1/(bt/a2+_df1*bt1/rf+_r0+1/a1/n02);at=(_t3-_t2)/log((_tk-_t2)/(_tk-_t3));A0=Pk/(Kof*at)*1000;L=A0/A2;double Ay,e,e1; //确定空冷冷凝器尺寸L1=L/(_nb*_n);H=_nb*_s1;L2=_n*_s2;Ay=L1*H;wf2=qv2/Ay;e=(wf2-wf)/wf;e1=fabs(e);if(e1<=0.01)break;}cout<<"迎面风速为wf2="<<wf2<<"m/s"<<"\n";cout<<"假设迎风风速wf="<<wf<<"\n";cout<<"有效长度L1="<<L1<<"\n";cout<<"高H="<<H<<"\n";cout<<"深L2="<<L2<<"\n";double ap2,pz,Pst; //空气阻力及风机选择ap2=9.81*0.0113*(L2/de)*pow(_p2*wmax,1.7);cout<<"ap2="<<ap2<<"Pa"<<"\n";cout<<"根据ap2选取Pst的值";cin>>Pst;pz=Pst+_p2*wf2*wf2/2;cout<<"全压为pz="<<pz<<"\n";}五、程序运行结果六、结果分析在设计计算中，需要先假设一个迎面风速，算出管内外换热系数和传热系数传热面积后会得出实际迎面风速。

成品空冷式冷凝器的核定计算输入冷凝器的结构参数和物理参数:输入工况数据:查表选择相应参数:表1几种氟利昂的物性集合系数 B (注，此系数非线性）tk/℃2030405060R121447.91392.31344.112751197R134ɑ1671.51593.81516.31424.91326.2R221658.415571447.11325.4-t k确定值下制冷剂的物性集合系数B=物性集合系数B=1325.4b/de=53.05803 Ref＝（ωmɑx*de）/νa=2599.44表2系数b/de；ψ；指数ｎ三者的关系表b/de8121620242832ψ0.3580.2960.2440.2010.1660.1370.114ｎ0.5030.5290.5560.5820.6080.6350.661表3雷诺数R e f；系数С；指数m三者关系表Ref50060070080090010001100С 1.24 1.216 1.192 1.168 1.144 1.12 1.096m-0.24-0.232-0.224-0.216-0.208-0.2-0.192查上表得:ψ=0.08n=0.65C=0.976m=-0.152一;对数平均温差θm=(t a2-t a1)/ln((t k-t a1)/(t k-t a2))=10.49676℃二;冷凝热负荷Q k=3100Ｗ三;冷凝器所需空气体积流量 m³/sq v=Qκ/(ρα*C Pα(tα2-tα1))=0.344774m³/s=1241.188m³/h四;当管族排列采用正三角形叉排时冷凝器的结构尺寸计算: 1,每米管长翅片侧面面积m²/m：αƒ=２*（S1*S2-（ｄb）²π/4）/S f=0.375694m²/m 2,每米管长翅片间管面面积m²/m：αb＝π*dь*（Ｓf－δf）/Ｓf＝0.028331m²/m3,每米管长翅片侧总面积 m²/m:αof=αf+αь=0.404025m²/m4,每米管内壁面积 m²/mα¡=πdī=0.028023m²/m5,计算迎风面面积 m²Ay=H*ι=0.04998m²6,核算迎风面实际需要的风速 ωуωу=q v/Aу= 6.898246m/s7,冷凝器的实际传热面积 A o fAof=αof*ι*N*n=7.636078m²五;传热计算:2,微元最窄截面的当量直径　（m m）d e=（２*（Ｓ１﹣dь）*（Ｓf﹣δf））/（（Ｓ１﹣dь)+(Ｓf﹣δf))＝ 3.496222mm＝0.003496m ３，计算最窄截面风速　（m/ｓ）ωmɑx＝（(Ｓ1*Ｓf)/（（Ｓ1﹣dь）*（Ｓf﹣δf）））*ωy＝13.01125m/s ４，计算空气侧表面传热系数a o fa of'=С*ψ(λα/de)*(R e f^n)*((b/d e)^m)注:此为整套平片顺排管族的计=53.52389W/(m²·K)整套波纹片叉排管族的冷凝器空气侧表面传热系数:a o f=a of'*1.2*1.1=70.65154W/(m²·K)5,计算氟利昂在管内凝结的表面传热系数a kia ki=0.555*B*(d i^-0.25)*((t k-t wi)^-0.25)求解上式时先做如下计算从而求得t wi值①;计算翅片当量高度:h´=d o/2(S1/d o-1)(1+0.35L n(C*S1/d o))=0.009582m需要注意;上式中系数C在正方形顺排时 C=1.145 在等边三角形叉排时C=1.063②;计算翅片参数 MM=((2*a o f)/(λL*δf))^(1/2)=58.99467(m^-1)③;计算翅片效率 ηfηf=(th(Mｈ＇))/(Mｈ＇)0.905531④;计算翅片管的表面效率ηoηo=(αf*ηf+αь)/(αf+αь)=0.912155⑤;计算管内壁温度 t wi忽略有关污垢热阻及接触热阻的影响,则 t wi=t wo=t w 即a ki*αi(t k-t w)=a o f*ηo*αo f(t w-t m)2388*0.0283*(50-t w)^0.75=62.06*0.887*0.4878*(t w-39)(50-t w)^0.75=0.397*(t w-39)解得tw=twi=46.05℃则R22在管内的凝结表面传热系数为:a ki=0.555*B*(d i^-0.25)*((t k-t wi)^-0.25)=1697.851W/(m²·K)6,计算冷凝器的总传热系数 KoK o=1/((1/a ki)*(αof/αi)+(δG/λT)*(αof/αm)+r o+r b+1/(a of*ηo)=35.563W/(m²·K)六;风机选择计算:2850.4891,动压ΔP′=(ρα*ωy²)/2=26.39822Pα2,静压ΔP″=0.108*(b/d e)*(ρɑ*ωmax)^1.7=536.0847PαΔΡ3,全压ΔΡ=ΔP′+ΔP″=562.4829Pα3,电机功率传动效率ηm=1全压效率ηfɑn=0.6P=((q v*(ΔP′+ΔP″))/(ηfɑn*ηm))=323.2161W36400.0950.080.6880.71412001300140015001600 1.072 1.048 1.02410.976 -0.184-0.176-0.168-0.16-0.152)+(Ｓf﹣δf))顺排管族的计算值)+r o+r b+1/(a of*ηo))。

(1) 设计参数气体进气温度：T h,i =320.5K 气体出口温度：T h,o =283K 冷液进口温度：Tc ,i =278K 出口温度：T c,o =281K 进气流量：Q 1=994.4m 3/h 摩尔流率：F=44.62Kmol/h 质量流率：M=1547.8kg/h操作压力：P=118kPa=885.2mmHg(2) 冷凝量计算°i i i i y p m ==x P°i p ——特定温度下的饱和蒸气压由式10Blog p =A -C +t计算 A B C log 10p p m C 6H 6 6.90565 1211.033220.790 1.658 45.53 0.05086 C 7H 8 6.95464 1344.800219.482 1.094 12.43 0.01388 C 8H 107.009081462.266215.1050.5133.260.00364假设冷凝比f=0.087：ii i i ii i z x =m +(1-m)f z m y =m +(1-m)fF z ix i y i C 6H 6 0.088 0.1298 0.970 0.0493 C 7H 8 0.088 0.0026 0.026 0.0004 C 8H 10 0.088 0.0004 0.004 0.0000 N 20.0880.86710.0000.9503∑xi=1，则假设成立。

f = B/FB =44.62*0.088 =3.90Kmol/h D =44.62*(1-0.088) =40.71Kmol/h混合物平均分子量：M=78*0.970+92*0.026=78.5g/mol混合物密度：883kg/m 3则冷凝液流量：q 1=3.9*78.5/883=0.442m 3/h (3) 热量恒算Q =Fi Hi -Di Hi -Bi Hi ∑∑∑Q = =46994.3kcal/h44.621089.640.7194.93.90406.4×−×−×(4) 冷凝器设计对数平均温度：17Ch,i c,o h,o c,i 1m h,i c,oh,o c,i (T -T )-(T -T )△t =(T -T )In (T -T )=° 0.06912.82c,o c,i h,i c,ih,i h,oc,o c,i T -T P =T -T T -T R =T -T ==查图的F T =0.99= = =17C170.99×°m T 1m △t F ×△t 传热系数K=19 kcal/(m 2·h·ºC) 则换热面积为：2=46994.3=1917 =149.5m mQ A K△t ×换热器选型：A=150.8m 2；Φ19mm公称直径DN mm 公称压力PN Mpa管程数Np管子根数N中心排管 700 0.6 2 574 27 管程流通面积 m2 换热管长度 mm 结构校正因素Ft管内径di (m)管间距Pt （mm ）0.0507 45001.40.01532(5) 冷却水用量水Cp=1.004(cal/g·°C)冷却水用量：p Q q =C t==16000kg/h46994.31.004(281278)×−+(6) 管程压损计算管程流通面积：2=0.0507m 2T1P i N πA 4N d=管内流速：==1547.8=1.52236000.0507 =5.57m/s11i i Q A q 3600A u ρ××××管内流体密度ρ=1.52kg/m3 气体黏度μ=0.018×10-3 Pa/s 雷诺数：3=0.015 5.57 1.52 = 0.01810 =7068i iRe μd uρ−×××摩擦系数(Re>2000)0.250.250.3164λ=Re 0.3164=7068 =0.0345管程压降流体流经直管因摩擦阻力引起的压力降△p L2=λ 1.52 5.57=02 =244.7PaL i 2ii l △p d 24.5 .03450.015ρu ⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎛⎞×⎜⎟⎝⎠流体流经弯管因摩擦阻力引起的压力降△p r2=31.52 5.57 =32 =70.9Pa2ii r △p 2ρu ⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎛⎞×⎜⎟⎝⎠流体流经管箱进出口引起的压力降△p n2=1.5 1.52 5.57 =1.52 =35.5Pan 2i i △p 2ρu ⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎛⎞×⎜⎟⎝⎠管程总压降=(224.770.9) 1.4235.5 =919PaT P S S r n L i △△+△)F N N +△N p =(p p p +××+(7) 设计计算表管程壳程气体水进口温度出口温度进口温度出口温度换热面积A(m2)管程压损Pa壳程压损Pa320.5 283 278 281 150.8 919 -。

空冷式冷凝器设计计算设计空冷式冷凝器时，需要考虑以下几个关键参数：1.需要冷凝的气体或蒸汽的流量2.进入冷凝器的气体或蒸汽的温度和压力3.冷却介质的流量和温度接下来我们将详细介绍空冷式冷凝器的设计计算过程。

首先，计算冷凝器的传热量需求。

传热量的计算可以通过以下公式得到：Q=m×(h1-h2)其中，Q表示传热量，m表示流体的质量流率，h1表示入口处的焓值，h2表示出口处的焓值。

然后，根据气体或蒸汽在冷凝过程中的特性，确定合适的冷凝温度。

冷凝温度应高于冷却介质的出口温度，以便于热量能够顺利被冷却介质吸收。

接下来，通过计算冷却介质流量和温度差，确定冷却介质的需求。

冷却介质的流量可通过以下公式计算：Q=m×c×ΔT其中，c表示冷却介质的比热容，ΔT表示冷却介质的温度差。

在确定了冷却介质的需求后，可以根据设计要求选择合适的冷却介质，比如水、空气等。

接下来，通过计算冷凝器的传热面积来满足传热量需求。

传热面积的计算可以通过以下公式得到：Q=U×ΔT×A其中，U表示传热系数，ΔT表示传热温度差，A表示传热面积。

传热系数U可以通过经验公式或实验数据进行估算。

传热面积A的计算可以根据冷凝器的结构形式进行确定，比如管束换热器、冷凝罐等。

最后，通过计算冷却介质的流速来确定冷却介质的压力损失。

流速的计算可以通过以下公式得到：ΔP=(ρ×v^2)/(2×g)其中，ΔP表示压力损失，ρ表示冷却介质的密度，v表示流速，g表示重力加速度。

通过以上的设计计算步骤，可以得到空冷式冷凝器的关键参数，进而进行设备选型和优化设计。

此外，在实际设计过程中，还需要考虑冷凝器的材料选择、结构设计、设备布局等因素，以确保冷凝器的性能和可靠性。

总结起来，空冷式冷凝器的设计计算过程主要包括传热量的计算、冷凝温度的确定、冷却介质需求的计算、冷凝器传热面积的确定和冷却介质流速的计算等步骤。

冷凝器换热计算第一部分：设计计算一、设计计算流程图二、 设计计算（以HLR45S 为例）1、已知参数换热参数：冷凝负荷：Q k =61000W 冷凝温度：t k =50℃ 环境风温度：t a1=35℃ 冷凝器结构参数：铜管排列方式：正三角形叉排 翅片型式：开窗片，亲水膜 铜管型式：光管铜管水平间距：S 1＝25.4mm 铜管竖直方向间距：S 2＝22mm 紫铜光管外径：d 0＝9.52mm 铜管厚度：δt ＝0.35mm 翅片厚度：δf ＝0.115mm 翅片间距：S f ＝1.8mm 冷凝器尺寸参数排数：N C ＝3排 每排管数：N B ＝52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：f b d d δ20+=＝9.75 mm 铜管径：t i d d δ-=0＝8.82 mm 当量直径：)()(2))((4411f f b f f b eqS d S S d S U Ad δδ-+---==＝3.04 mm 单位长度翅片面积：322110/)4(2－⨯-=f b f S d S S f π＝0.537 m 2/m单位长度翅片间管外表面积：310/)(－⨯-=f f f b b s S d f δπ＝0.0286 m 2/m单位长度翅片管总面积：b f t f f f +=＝0.56666 m 2/m 翅片管肋化系数：it i t d ff f πβ==＝20.46 2）空气侧换热系数迎面风速假定：f w ＝2.6 m/s最窄截面处风速：))(/(11max b f f f f d S S w S S w --=δ＝4.5 m/s 冷凝器空气入口温度为：t a1＝35℃ 取出冷凝器时的温度为：t a2＝43℃确定空气物性的温度为：2/)(21a a m t t t +=＝39℃ 在tm ＝39℃下，空气热物性：v f =17.5×10－6m 2/s ，λf =0.0264W/mK ，ρf =1.0955kg/m 3，C Pa ＝1.103kJ/(kg*℃) 空气侧的雷诺数：f eq f v d w /Re max = =783.7由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气侧换热系数meq eq nf f O d d C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=γλαRe '=50.3 W/m 2K 其中：362)(103)(000425.0)(02315.0518.0eqeqeqd d d A γγγ-⨯-+-=＝0.1852⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-=1000Re 24.036.1f A C ＝0.217 eqd n γ0066.045.0+=＝0.59311000Re 08.028.0f m +-=＝-0.217铜管差排的修正系数为1.1，开窗片的修正系数为1.2，则空气侧换热系数为：(开窗片、波纹片的修正系数有待实验验证)'o o αα=×1.1×1.2＝66.41 W/m 2K对于叉排翅片管簇：fd s 1=ρ＝25.4/9.75=2.6051 3.027.121'-=l l ρρ=2.7681 式中：21,l l 为正六边形对比距离，21l l =翅片当量高度：)'ln 35.01)(1'(5.0'ρρ+-=f d h ＝0.01169 mδλαa om 2==75.4 m -1翅片效率：')'(mh mh tgh f =η ＝0.802 表面效率：)1(1f tf s f f ηη--=＝0.8123） 冷媒侧换热系数冷媒在水平光管冷凝换热系数公式为：4/125.0)(1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w k i m s i t t d B Cr α对R22在管冷凝C=0.683，25.0sm r B ，如下表：取管壁温度为：t w =46.5℃， 冷凝温度：t k =50℃冷媒定性温度：2/)(k w m t t t +=t m =48.25℃ 插值得：25.0s r ＝19.877，m B ＝67.68 因而：4/125.0)(1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w k i m s i t t d B Cr α＝2998×(t k －t w ) －0.25如忽略铜管壁热阻和接触热阻，由管外热平衡关系：)()(a w t o s w k i i t t f t t d -=-αηπα2998×(50-t w ) －0.25×3.14d i （50-t w ）=0.812×66.4×0.56666×（t w -35） 解方程可得：t w =46.3℃，与假设的46.5℃接近，可不必重算。