蒸发器计算说明

蒸发器设计计算

已知条件：工质为R22，制冷量3kW，蒸发温度t07C，进口空气的干球温度为ta121C，湿球温度为tb115.5C，相对湿度为56.34％；出口空气的干球温度为ta213C，湿球温度为tb211.1C，相对湿度为80％；当地大气压力Pb101325Pa。 （1）蒸发器结构参数选择 选用10mm0.7mm紫铜管，翅片厚度f0.2mm的铝套片，肋片间距sf2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距s125mm，沿气流方向的管排数nL4，迎面风速取wf3m/s。 （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 L3s225321.6525.95mm 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17C的物性参数

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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

h143.3kJkg,h231.924kJkg,d18.723gkg,d27.443gkg。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1.0相交于点w，该点的参数是hw25kJkg,dw6.6gkg,tw8C。 在蒸发器中空气的平均比焓值 由焓湿图查得tm16.2C,dm8gkg 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AB251,且m2.4 Bdb10.4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t07C时的物性参数为： 饱和液体密度 l1257.3kgm3 饱和蒸气密度 g26.43kgm3 液体粘度 l202.2106Pas

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气体粘度 g11.815106Pas 汽化热 0199.56kJkg 液体热导率 l13.2103W/mK 蒸气热导率 g9.93103W/mK 液体普朗特数 Prl2.62 蒸气普朗特数 Prg0.92 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x10.25，出口干度x21.0。则R22的总质量流量为 作为迭代计算的初值，取qi7200Wm2，R22在管内的质量流速gi'160kgm2s。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ri可以忽略，接触热阻以及导热热阻之和取为r00.0048Wm2K

（10）核算假设的qi值

计算表明，假设的qi7200Wm2初值与核算的值6851Wm2较接近，故假设有效，可用。

（11）蒸发器结构尺寸的确定

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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 Afqv,awf798.670.07m42

33600取蒸发器的宽度B350mm，高H300mm。实际迎风面积为

Af0.350.30.105m2。

已选定垂直于气流方向的管间距为s125mm，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0.35m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10mm，3mm；U型管需要用弯头相接，取弯头半径为R12.5mm。由于管径很小，伸出部分换热可以忽略不计。 每一翅片（宽312.5mm，深约为90mm）总的外表面积 总翅片数为 350 再加1为141片 2.5140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312.5mm，深度为21.65325.95mm，宽度为350202390mm。 （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pt

ft由小型制冷装置设计与指导图（4-21）确定，

由PT及Red查得ftz0.4，于是

所以 ppfpt20.519.0739.57Pa

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110.7可以查表得修正系数1.18 1.42