冷凝器课程设计.doc

PAGE PAGE 10 课程设计说明书 设计题目：换热器课程设计 能源与动力工程学院热能与动力专业 学生姓名：张XX 学号：U 指导教师：李 何 完成时间：2012.1 华中科技大学 目录 一．设计题目………………………………………………3 二．冷凝器热负荷的计算…………………………………3 三．冷凝器的结构规划及有关参数………………………4 四．空气进出冷凝器的温差及风量………………………5 五．肋片效率及空气侧传热系数…………………………5 六．管内R134a冷凝时的表面传热系数算………………7 七．计算所需传热面积……………………………………8 八．空气侧阻力计算及选择风机…………………………9 九．参考文献………………………………………………10 一．设计题目 风冷式空调器的换热器设计。室外侧进风温度35度，冷凝温度47度，过冷度5度，室内侧进风干球温度27度，湿球温度19.5度，蒸发温度7度，过热度5度，压缩机指示效率0.75。 换热器类型：冷凝器。 制冷剂：R134a。 系统制冷量：Q0=2800W。 二：冷凝负荷计算 根据题目提供的数据查R134a的压焓图，如下图所示， 查R134a压焓图得 t6=7 h6=403kj/kg t1=12 h1=406 kj/kg h2s=433 kj/kg t4=42 h4=h5=261 kj/kg 得h2=442 kj/kg 又制冷剂质量流量 冷凝器的热负荷 三．冷凝器的结构规划及有关参数 eq \o\ac(○,1) 肋片及传热管尺寸设置 传热管选用Ф10mm*0.5mm的紫铜管，则d0=0.01m, di =0.09m,肋片选用平直翅片（铝片），片厚δf =0.15mm,肋片间距Sf=2mm.取气流方向的排数为n=2，管排方式采用正三角形排列，管间距s1=25mm，排间距s2=21.5mm，片,宽L=ns2=2×21.5=43mm eq \o\ac(○,2) 单位表面积及肋片系数计算 套平后翅片间传热管部分的外径 故管外肋片单位表面积为 肋间管外单位表面积为 管外单位表面积为 Q0=2800W n=2 管内单位表面积为 故肋化系数为 四．空气进出冷凝器的温差及风量 已知进口温度ta1=35℃，取空气进出口温差为 △ta=ta2-ta1=6℃， ta2=41℃,则定性温度tam =38℃，据此查空气的热物性表，得：密度=1.135 kg/m3 定压比热容=1.005kJ/(㎏?K) ， 运动粘度=16.768×10-6 m2/s， 热导率： =2.74×10-2 W/(m?K)， 则空气流量 五．肋片效率及空气侧传热系数 根据肋片参数，冷凝器的空气最窄流通面积与迎风面积 之比为 取迎风面速度wf=2.5m/s，则最小流通面的风速 当量直径 空气的雷诺数为 单元空气流道长径比 根据附录D-1中流体流过整张平套片管簇的换热公式有 平直翅片的管外表面传热系数为 对叉排 肋片当量高度为 肋片特性参数 其中 肋片效率 故冷凝器的外表面效率为 当量表面传热系数 六.管内R134a冷凝时的表面传热系数计算 eq \o\ac(○,1) 假设管壁的温度tw=45.0℃则平均温度为 ℃ 根据R22管内冷凝的换热有关计算公式 根据tm=46℃, 查表得 ,Bm=81.90(Bm=, ) 代入，有 由热平衡可得管壁温度平衡方程： 即 整理得 由试凑法得tw*=44.7℃时，等式成立。 故管内冷凝传热系数 七.计算所需传热面积 eq \o\ac(○,1) 考虑到传热管为铜管,取传热管导热热阻、接触热阻和污垢热阻之和 以管外面积为基准的传热系数为 对数平均温差为 ℃ eq \o\ac(○,2) 所