翅片是换热器设计
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翅片管换热器的原理与设计
翅片管换热器是一种高效的换热设备,其原理是通过在管子的外表面上添加一些翅片,增加了管子的表面积,从而加快了热传递速度,提高了换热效率。
翅片管换热器分为单向流和双向流两种,其设计需要考虑以下因素:
1. 翅片的形状和数量:翅片的形状和数量会直接影响到翅片管的传热性能,因此需要根据具体工况和热负荷的大小进行选择。
2. 翅片和管子的材质:翅片和管子的材质需要选择耐腐蚀、高温抗压的材质,如不锈钢、铜、铝等。
3. 管侧和壳侧流量:流量的大小会直接影响到翅片管的传热效率,需要根据具体工况和热负荷的大小进行计算和调整。
4. 翅片管的结构和布局:翅片管的结构和布局需要兼顾传热效率和压力损失,需要进行合理设计和优化。
总之,翅片管换热器的设计需要兼顾热传递性能、稳定性和可靠性,需要经过计算和实验验证后方可投入使用。
板翅式换热器的设计设计一台有效的板翅式换热器需要考虑多个因素,包括换热效率、压降、结构强度和成本等。
以下是一些设计考虑的要点:1.换热面积的确定:换热器的效率与换热面积成正比。
根据需要换热的流体流量和温度差,计算出所需的换热面积。
传热面积的设计通常遵循传热面积与流体流量成正比的规律。
2.板片的选择:板片的材质应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能。
常见的板片材料有铝、铜和不锈钢等。
选择合适的板片材料可以有效提高换热效率和使用寿命。
3.翅片的设计:翅片是提高板翅式换热器换热效率的关键。
合理的翅片设计可以增加换热面积,并通过增加对流传热来提高换热效率。
翅片的高度和间距应根据需要换热的介质性质和操作条件来确定。
4.流体流动的形式:板翅式换热器可以采用纵向流动或横向流动的形式。
纵向流动的换热器通常用于低流量和高温差的情况下,而横向流动的换热器适用于高流量和小温差的情况。
5.压降的计算:压降是流体通过换热器时产生的阻力损失。
在设计过程中需要计算出预期的压降,并确保所选换热器能够满足流体流量和压降要求。
6.结构强度的考虑:由于板片和翅片的排列方式,换热器需要具备足够的结构强度来承受流体压力和温度。
强度计算应遵循适用的规范和标准,以确保设备的安全运行。
7.清洗和维护的便利性:换热器应设计成易于清洗和维护的结构,以便在需要时进行维护,保持良好的换热效果。
总之,设计一台有效的板翅式换热器需要综合考虑流体流量、温度差、换热面积、压降、结构强度和维护便利性等因素。
通过合理的设计和选择适当的材料和结构,可以提高换热效率,降低能源消耗,并确保设备的长期稳定运行。
翅片式换热器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握翅片式换热器的基本原理、结构特点、设计方法和应用范围。
具体包括:1.知识目标:(1)了解翅片式换热器的分类和特点;(2)掌握翅片式换热器的工作原理和热传导过程;(3)熟悉翅片式换热器的设计方法和计算步骤;(4)掌握翅片式换热器的应用范围和选型原则。
2.技能目标:(1)能够分析翅片式换热器的热传导性能;(2)能够运用翅片式换热器的设计计算方法进行简单的设计;(3)能够判断翅片式换热器的运行状态和故障原因;(4)能够针对具体应用场景选择合适的翅片式换热器。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对翅片式换热器技术的兴趣和好奇心;(2)培养学生严谨的科学态度和团队协作精神;(3)培养学生关注实际工程问题,提高解决实际问题的能力;(4)培养学生节能环保意识,注重可持续发展。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.翅片式换热器的分类和特点:介绍各种翅片式换热器的结构形式、工作原理和性能特点;2.翅片式换热器的工作原理和热传导过程:讲解翅片式换热器的热传导机制,分析影响热传导性能的因素;3.翅片式换热器的设计方法和计算步骤:阐述翅片式换热器的设计原理,介绍设计计算的方法和步骤;4.翅片式换热器的应用范围和选型原则:分析翅片式换热器在不同领域的应用,讲解选型原则和注意事项。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:通过讲解翅片式换热器的原理、结构和设计方法,使学生掌握基本概念和理论;2.案例分析法:分析实际工程案例,使学生更好地理解翅片式换热器的应用和选型;3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作,提高实际操作能力;4.讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将准备以下教学资源:1.教材:选择权威、实用的翅片式换热器教材作为主要教学资源;2.参考书:提供相关的专业书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,提高教学的趣味性和直观性;4.实验设备:准备翅片式换热器实验装置,让学生亲身体验翅片式换热器的运行原理和操作过程。
翅片式风冷换热器设计一、设计原理翅片式风冷换热器由翅片管和冷却风机组成。
工作时,热媒流经管道,通过管道壁与外界冷却空气进行热量交换,从而将热量传递给空气。
同时,冷却风机通过流过翅片管的冷却空气,将其吹入翅片间隙,增加换热面积,提高换热效率。
二、换热器设计参数1.翅片管长度和直径翅片管长度和直径的选择应根据换热器的工作条件来确定。
一般来说,较长的翅片管长度可以增加换热面积,提高换热效率,但也会增加阻力和成本。
而较大的翅片管直径可以增加流体的流量和传热量,但同样也会增加阻力和成本。
2.翅片间距和数量翅片间距和数量的选择需要根据换热介质的温度和流速来确定。
较小的翅片间距可以增加换热面积,提高换热效率,但也会增加阻力。
翅片数量应根据实际需求来确定,一般来说,较大的翅片数可以增加换热面积,提高换热效率,但也会增加成本和复杂性。
3.翅片高度和厚度翅片高度和厚度的选择应根据换热介质的温度和流速以及换热需求来确定。
较大的翅片高度和厚度可以增加换热面积,提高换热效率,但也会增加阻力和成本。
三、翅片式风冷换热器的工作原理具体工作流程如下:1.热媒从换热器的进口进入管道,流经管道内部。
2.在管道内部,热媒通过管道壁与外界冷却空气进行热量交换。
热媒的热量传递给冷却空气,使其升温。
3.升温的冷却空气经过冷却风机的吹扫,被吹入翅片间隙。
4.在翅片间隙中,冷却空气与翅片接触,进行热量交换。
冷却空气吸收翅片的热量,并将其带走。
5.冷却的热媒经过管道进一步流动,从换热器的出口排出。
四、翅片式风冷换热器的优缺点1.结构紧凑,占用空间小。
由于翅片式风冷换热器利用翅片增加了换热面积,故相同换热量下其体积相对较小。
2.热量传递效率高。
翅片式风冷换热器具有较大的换热面积,能够实现高效的热量传递。
3.适用范围广。
翅片式风冷换热器适用于多种介质的换热,例如空气、水等。
1.清洗困难。
由于翅片之间的间隙较小,难以将污物清洗干净。
2.阻力较大。
翅片式风冷换热器会增加流体的阻力,降低了流体的流动速度。
板翅式换热器的设计首先,板翅式换热器的设计需要考虑两个主要的热传导路径,即热液体与板翅之间的传热和板翅与气体之间的传热。
对于前者,需要选择合适的液体流体以及流动状态。
液体的选择通常基于其传导热量和冷凝特性。
在液体流动的过程中,热液体通过流道与板翅接触,从而实现传热。
因此,流道的设计是关键之一,需要考虑流体的密度、黏度、热传导系数等因素,以提高传热效率。
另一个热传导路径是板翅与气体之间的传热。
在板翅式换热器中,气体通过孔道流过板翅,将热量传递给板翅,而后者再将热量传递给液体流体。
因此,板翅的设计至关重要。
首先,需要确定合适的板翅材料,通常选用导热性能良好的金属材料,比如铝合金。
其次,需要确定板翅的厚度和形状,以提高气体与板翅之间的接触面积,从而增加传热效率。
另外,板翅的间距也是一个重要的参数,如果间距太小,会导致流体阻力增加,影响流体的流动性能;如果间距太大,则会降低传热效率。
因此,在设计中需要在传热效率和流体阻力之间做一个平衡。
此外,板翅式换热器的结构设计也需要考虑。
为了提高强度和稳定性,通常采用翅片与平板的堆叠结构,并通过焊接、铆接或者搭扣固定翅片。
此外,还需要保证板翅与流体之间的密封性。
常见的密封方式有水封、胶封等。
在板翅式换热器的设计中,还需要考虑其他一些因素,比如降低腐蚀、优化流路、减小结焦等。
综上所述,板翅式换热器的设计需要兼顾多个因素,包括流体特性、传热效率、结构强度等。
通过合理地选择液体流体、设计板翅形状和间距、选择合适的板翅材料、优化结构设计等措施,可以有效提高板翅式换热器的传热效率和工作稳定性。
南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者:郑俊伟学号: *********系部:机械工程学院专业:过程装备与控制工程题目:一种翅片管式热管换热器的设计指导者:朱大胜副教授评阅者:2013年06月南京毕业设计说明书(论文)中文摘要毕业设计说明书(论文)外文摘要目录第一章绪论 (1)1.1 热管的发展历程及应用领域 (1)1.2 我国热管及热管换热器的发展 (2)1.3 本文主要内容 (3)第二章热管的工作原理及应用 (4)2.1 热管节能技术概述 (4)2.2 热管的工作原理 (4)2.3 热管的分类 (5)2.4 热管的基本特性 (6)第三章热管换热器 (8)3.1 概况 (8)3.2 热管换热器的特点 (8)3.3 热管换热器的分类 (9)3.4 热管换热器的设计方法 (10)3.5 热管换热器存在的问题 (11)第四章翅片管的原理和类型 (12)4.1 翅片管的工作原理 (12)4.2 翅片管的组成 (12)4.3 翅片管的类型和选择 (12)第五章热管换热器工艺计算 (14)5.1 热管换热器技术参数 (14)5.2 热管换热器设计准备 (14)5.3 热平衡方程 (15)5.4 选取迎风面质量流速 (15)5.5 换热管的排列形式 (16)5.6 翅化比 (17)5.6.1 换热系数 (17)5.6.2 翅化比 (19)5.7 翅片效率 (19)5.8 传热平均温差 (21)5.9 传热面积 (23)5.10 热管总根数和间隔 (23)5.11 压力降 (24)第六章热管元件设计 (25)6.1 热管工作温度的选择 (25)6.2 热管工质的选择 (26)6.3 热管材料的选择 (27)6.4 热管长度的校核 (27)6.5 热管传热极限的影响 (28)第七章热管换热器结构设计 (29)7.1 隔板密封 (29)7.2 翅片管的选择 (30)7.3 管箱设计 (31)7.4 螺栓法兰连接设计 (34)7.4.1 垫片选择 (34)7.4.2 压紧面的选择 (34)7.4.3 螺栓设计 (34)7.5 隔板设计 (36)7.6 管板与热管的连接 (36)7.7 其他结构 (37)7.8 总体效果 (38)第八章结论 (39)参考文献 (40)致谢 (42)第一章绪论1.1 热管的发展历程及应用领域热管作为一种具有高导热性能的传热元件,其概念首先是由美国俄亥俄州通用发动机公司的Gaugler 于1944 年在美国专利(US2350348)提出的。
翅片管式换热器设计标准
翅片管式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、电力、冶金
等行业。
其设计标准对于保证换热器的性能和安全具有重要意义。
本文将从设计标准的角度出发,对翅片管式换热器的设计要点进行详细介绍。
首先,翅片管式换热器的设计应符合国家相关标准,如《换热设备设计规范》GB 50661-2011等。
在设计过程中,应充分考虑换热器的工作条件、介质特性、换
热面积、流体流速等因素,确保设计符合标准要求。
其次,对于翅片管式换热器的翅片设计,应注意翅片的材质选择、形状结构、
间距等参数。
翅片的材质应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能,常见的材质有铝合金、不锈钢等。
翅片的形状结构应合理设计,以增大传热面积,提高换热效率。
同时,翅片之间的间距也需经过合理计算,以确保介质在换热过程中的流体动力学性能。
另外,换热器管束的设计也是关键的一环。
管束的布置应符合流体介质的流动
特性,避免出现流阻过大、流动不均匀等问题。
管束的材质选择和尺寸设计也需要根据实际工况进行合理的选择,以确保管束在工作过程中具有良好的强度和稳定性。
此外,在翅片管式换热器的设计过程中,还需要考虑换热器的清洗和维护便利性。
合理的设计应考虑到换热器内部的结构,以便于清洗设备、维修设备等工作的进行,保证换热器的长期稳定运行。
总之,翅片管式换热器的设计标准涉及多个方面,需要综合考虑换热器的工作
条件、介质特性、材质选择、结构设计等因素。
只有严格按照设计标准进行设计,才能保证换热器具有良好的换热性能和安全稳定的运行。
1、热力计算①制冷循环热力状态参数表②热力性能指标计算1、冷凝器结构规划及有关参数传热管选用φ10mm×0.5mm的紫铜管。
d0=0.01m,di=0.009m,肋片选用平直片(铝片),片厚δf=0.15×10-3m。
排管方式采用正三角形排列,管间距s1=0.025m,排间距s2=0.02165m,肋片间距s f=0.0018m,沿气流方向的管排数n=4,片宽L=0.0866m。
管外肋片单位面积f f为f f=2(s1s2−πd b24⁄)s f=2×[0.025×0.02165−π×(0.01+2×0.00015)24⁄]1.8×10−3=0.5089m2m⁄由d b=d0+2δf=(0.01+2×0.15×10-3) m2/m=0.0103m2/m 得肋间管外单位表面积f b为f b=πd b(1−δfs f )=3.14×0.0103×(1-0.15×10−31.8×10−3)=0.02965m2/m管外总单位表面积f t=f f+f b=0.5098+0.02965=0.53855m2/m 管内总单位表面积f i为f i=πd i=3.14×9×10-3=0.02826肋化系数β为β=f tf i =0.538550.02826=19.0472、空气侧传热系数计算1)空气进出冷凝器的温差及风量。
温差∆t a=t a2-t a1=(45-35)℃=10℃平均温差t am=t a2+t a12=45+352℃=40℃风量q va=Q kρm c pa∆t a = 4.42×1031.128×1.005×10×103m3/s=3.89 m3/s平均温度下空气物性参数为:密度ρm=1.128kg/m3;比定压比热容c pa=1.005K j/(kg∙K);运动粘度νm=16.96×10-m2/s,热导率λm=0.0276W/(m∙K)。
翅片管式换热器标准翅片管式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业领域。
它具有换热效率高、结构紧凑、占地面积小等优点,因此备受青睐。
本文将从翅片管式换热器的结构特点、工作原理、选型标准等方面进行介绍。
首先,翅片管式换热器的结构特点。
翅片管式换热器由管束、翅片、管板、管箱等部件组成。
管束是换热器的核心部件,通过管束内流体与管外流体的热量交换实现换热目的。
翅片的作用是增加管束的换热面积,提高换热效率。
管板和管箱则起到支撑和固定管束的作用,保证换热器的正常运行。
其次,翅片管式换热器的工作原理。
工作时,热源流体和冷却流体分别流经管束内外,通过翅片的增加换热面积,使两种流体之间的热量得以交换。
热源流体的热量被传递给冷却流体,从而实现了热量的平衡。
在这个过程中,翅片的设计和布置对换热效果有着重要的影响,因此需要根据具体的工艺要求进行合理的选择和设计。
再次,翅片管式换热器的选型标准。
在选择翅片管式换热器时,需要考虑工作压力、工作温度、流体性质、换热量、换热面积等因素。
根据这些参数,可以确定合适的管束材质、翅片类型、管径尺寸、翅片间距等设计参数。
此外,还需要考虑换热器的清洗维护便捷性、安装维修方便性等因素,以确保设备的长期稳定运行。
综上所述,翅片管式换热器作为一种常见的换热设备,在工业生产中具有重要的应用价值。
通过了解其结构特点、工作原理和选型标准,可以更好地选择和使用翅片管式换热器,提高工艺效率,降低能耗成本,实现经济效益和环保效益的双赢。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助,谢谢阅读!。
板翅式换热器的设计计算板翅式换热器是一种高效的热交换设备,广泛应用于石油、化工、电力、冶金和船舶等行业。
设计计算是确保换热器能够满足工艺要求的重要环节。
下面将从换热器的基本原理、设计计算流程以及重要参数的计算方法三个方面详细介绍板翅式换热器的设计计算。
一、基本原理板翅式换热器由一系列平行排列的金属翅片和板片组成,通过翅片与板片之间形成的通道进行热传递。
热流经过翅片时,翅片的薄壁将热量传递给流体,使之升温,同时冷却流体使之降温。
换热器的设计目标是使流体在热交换过程中温差最小,换热面积最大。
二、设计计算流程1.确定换热器的工艺参数,如设计流量、进出口温度、压力损失要求等。
2.选择合适的换热器型号和规格。
3.计算换热面积:根据热传导原理,换热面积与传热系数成正比,与温差和热交换流体的流速成反比。
可以利用换热器的选型手册或经验公式计算换热面积。
4.计算传热系数:传热系数反映了流体与换热面之间传热的速率。
通过流体的流速、物性、管道的材质和换热器的结构等参数来计算传热系数。
5.计算换热器的压降:通过流体流过换热器时产生的阻力和流速来计算压降。
一般要求换热器的压降控制在一定范围内,以确保流体的流动和换热效果。
6.判断换热器的适用性:根据计算结果判断换热器是否满足工艺要求。
如不满足,需重新调整参数,重新计算,直至满足要求为止。
三、重要参数的计算方法1.换热面积(A)的计算方法:A=Q/(u*ΔTm)其中,Q为传热量,u为传热系数,ΔTm为平均温差。
2.传热系数(u)的计算方法:u=k/(s/δ)其中,k为热导率,s为板翅的壁厚,δ为流体的热边界层厚度。
3.压降(ΔP)的计算方法:ΔP=(f*L*ρ*v^2)/(2*D*De)其中,f为摩阻系数,L为流道长度,ρ为流体的密度,v为流体的流速,D为换热流体通道的有效直径,De为流体通道的有效等效直径。
以上是板翅式换热器设计计算的一般步骤和常用参数的计算方法,通过合理选择和计算这些参数,可以确保换热器的性能满足工艺要求,实现高效的热交换。
强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计陈景锐机电工程系制冷工程02010962【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。
对使用波纹片和冲缝片的管簇,其空气侧表面传热系数目前尚无简单准确的计算式。
实践表明,采用波纹片和冲缝片时,空气侧表面传热系数较一般平翅片分别大20%和60%以上【2】。
由于空气通过叉排管簇时的扰动程度大于顺排,空气通过叉排管簇时的表面传热系数较顺排管簇高10%以上,因而,空冷式冷凝器的管簇排列以叉排为好。
为了使弯头的规格统一,一般管簇都按等边三角形排列。
为了使翅片有较高的翅片效率,保证弯头的加工工艺要求,管中心矩1S应是传热管外径的2.5倍。
按等边三角形叉排布置的翅片管簇,对每根而言,其翅片相当于正六角形(如图3)【1】参看《小型制冷装置设计指导》。
【2】参看《小型制冷装置设计指导》。
为了有效利用空冷式冷凝器的传热面积,并且保证焊接工艺要求,沿空气流动方向的管排数一般为1~4排【1】。
为了增加铜管与翅片的接触面积,进而增加整个冷凝器的换热面积,一般将翅片孔外沿翻边。
翅片的翻边保证了翅片的间距,同时也保证了胀管工艺。
图4为翅片翻边示意图。
为了提高换热器的传热效果,必须避免或减小翅片与管面之间的接触热阻,使翅片与管面间保证良好接触,因此一般会采用机械胀管方法,其胀紧量一般为0.08~0.15㎜【2】。
三、 冷凝器的设计计算1、设定有关参数【3】取当地大气压强P=98.07kpa ,冷凝温度c t k ︒=50,蒸发温度c t o ︒=5,进口空气干球温度c t a ︒=351,进出口空气温差c t t a a ︒=-812,则出口空气干球温度c t a ︒=+=438352,制冷量W Q o 2300=,选用R22作为冷媒。
翅片采用冲缝普通铝片,管簇排列形式为正三角形叉排,铝片厚度δ=0.105㎜,翻边高度6.1=f s ㎜,传热管采用Φ7×0.25×0.1内螺纹紫铜管【4】,则孔中心距5.175.271=⨯=s ㎜。
假定迎面风速s m v /5.2=,有效单管长即两端板距398=l ㎜。
2、设计计算(1) 平均温度及对数平均温差【1】有的书上是2~6排或2~8排,此处仅以科龙型冷凝器为参考依据。
(注:如果排数大于4排,过自动焊时就很难保证焊接质量。
) 【2】此数据是依据科龙型冷凝器的工艺参数计算得出的,折算成接触率就是0.4%~2.05%左右,与《小型制冷装置设计指导》里的0%~2%接近,但与有的书上的2.5%~5%相差较远。
【3】相关参数的假定是以国家标准和科龙型冷凝器为参考依据的。
【4】Φ7×0.25×0.1表示铜管外径为7㎜,管壁厚度为0.25㎜,齿高0.1㎜。
c t t a a m t ︒=+=+=3924335221 c t t t t t t a k a k a a m ︒=---=---=5.1043503550ln 3543ln 2112θ (2) 冷凝热负荷查R22冷凝负荷系数图【1】,当c t k ︒=50、c t o ︒=5时,其冷凝负荷系数24.1=o c ,因此冷凝热负荷w Q c Q o o k 2852230024.1=⨯== (3) 肋化系数 每米管长翅片侧面面积 f b s d s s a /)4(22211π-⋅=【2】2805.00016.0/)00721.04230175.0(222=⨯-⨯⨯=π㎡/m 每米管长翅片间管面面积(即翻边面积) f f b s s d a /)(2δπ-⋅=0016.0/)5.0001.00016.0(00721.0-⨯⨯=π =0.0212㎡/m 则每米管长总外表面积21a a a o += = 0.2805 + 0.0212 = 0.3017㎡/m 每米管长总内表面积0198.00063.0=⨯=⋅=ππi i d a ㎡/m 所以肋化系数 150198.03017.0≈==i o a a τ(4) 迎风面积查干空气物理性质表,在大气压力P=98.07kpa 、空气平均温度c t m ︒=39条【1】 请参看《小型制冷装置设计指导》或相关文献。
【2】δ2,30cos 12+=︒=⋅o b d d s s件下,其性质如下:3/128.1),/(02643.0),/(1013m kg k m w k kg J c a pa =⋅=⋅=ρλ在进风温度c t a ︒=351条件下,3/1095.1m kg a =ρ 则冷凝器所需空气的体积流量 s m t t c Q q a a pa a k v /3172.0810131095.12852(3)12=⨯⨯=-⋅=ρ所以 迎风面积21269.05.23172.0m v q A v y ===(5) 迎风面高度(即翅片长度) m l A H y 319.0398.01269.0===(6) 迎风面上管排数 18210175.0319.0211≈-=-=s H N 排(7) 最窄截面风速 v s d s s s v f b f⋅--=⋅))((11max δ5.2)000105.00016.0()00721.00175.0(0016.00175.0⨯-⨯-⨯=s m /55.4=(8) 冷凝器的总传热系数目前,对冷凝器的总传热系数的计算主要有三种方法:(1)通过公式oo b o m o i r r a a k ηαλδτα⋅+++⋅+=⋅111来求;(2)直接取经验值(比如有的书上直接取K=35W/(㎡.k));(3)通过经验公式163.1)(2032.0max ⨯⋅=ρνk 来求。
第一种方法计算精确,但过于复杂,不适合工程应用;第二种方法简单有效,但必须有在同一厂家较长的工作经验;第三种方法适用范围广并且比较简单,适合工程应用。
下面将利用第三种方法来求K 值。
但由于该公式没有考虑冲缝翅片和内螺纹管对K 值的影响,因此我针对此问题进行了粗略的研究比较,即利用计算K 值的理论公式oo b o m o i r r a a k ηαλδτα⋅+++⋅+=⋅111,当τ=15并且忽略其分母的中间三项,分别让αo 和αi 一步步增加,以此得出它们对K 值的影响。
其结果如图5和图6。
图5表明了在肋化系数τ=15时管外传热系数αo 对K 值的影响。
数据显示,开始时,αo 每增加10%,K 值可增加7%以上,但随着αo 的继续增加,K 值的增加逐步呈下降趋势。
但在αo 的增加不超过100%情况下, αo 每增加10%,K 值平均增加6%左右。
图6表明了在肋化系数τ=15时管内传热系数αi 对K 值的影响。
数据显示,开始时,αi 每增加10%,K 值可增加2%以上。
和管外传热系数对K 值的影响一样,随着αi 的继续增加,K 值的增加呈下降趋势。
当αi 的增加达到250%时,αi 每增加10%,K 值只增加0.5%左右。
在αi 的增加超过200%但不超过300%情况下,αi 每增加10%,K 值平均增加0.8%左右。
前面第二部分已经提到过,采用冲缝片和内螺纹传热管时,空气侧表面传热系数αo 和制冷剂侧表面传热系数αi 分别较一般平翅片和光管大 60%和2~3倍以上。
因此,计算冲缝片加内螺纹传热管的空冷式冷凝器的总传热系数时,我们可以在经验公式后面再乘以1.36和1.24【1】,即24.136.1163.1)(2032.0max ⨯⨯⨯⋅=ρνk24.136.1163.1)128.155.4(2032.0⨯⨯⨯⨯⨯= )/(2.662k m W ⋅=(9) 冷凝器所需的传热面积 2103.45.102.662852m k Q A m k o =⨯=⋅=θ(10)所需有效传热管总长 m a A L o o 6.133017.0103.4===(11)空气流通方向上的管排数 898.118398.06.13=⨯==lN L n 排 取整数n=2排(12) 翅片宽度m s n b 0303.0230175.0230cos 1=⨯⨯=︒⋅⋅=冷凝器的实际有效传热管长为L=nlN =2×0.398×18=14.328m ,实际传热【1】1+(60%÷10%)×6%=1.36,1+(3÷10%)×0.8%=1.24面积为A=L ·a o =14.328×0.3017=4.323㎡,较传热计算所需传热面积大5.4%,能满足冷凝负荷的传热要求。
此外,冷凝器的实际迎面风速与所取迎面风速相一致。
四、工序指导卡的制作【1】1、冲压工序指导卡(1) 翅片孔径、胀头及扩头的大小取翅片孔径Φ=7.3 ㎜【2】,胀紧量0.15㎜,则胀头大小为 7.3+0.15 -(0.25+0.1)×2=6.75㎜ 取Φ7.1㎜扩头【3】(2) 翅片片数 每片翅片的侧面面积2)4(21⨯⨯⨯⨯-⨯=n N d H b a π2)2180073.04319.00303.0(2⨯⨯⨯⨯-⨯=π=0.01632㎡每片翅片的翻边面积n N S d a f ⨯⨯⨯+⨯=)2(2δπ2180016.0)2000105.00073.0(⨯⨯⨯⨯+⨯=π=0.00136㎡每片翅片的总面积221m 0.0176800136.001632.0=+=+=a a a 则翅片片数【1】该卡的形式是以科龙空调公司热交换车间的工序指导卡为参考依据的。