冷凝器设计计算

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1、冷凝器换热计算第一部分：设计计算一、设计计算流程图一、设计计算（以HLR45S为例）1、已知参数换热参数：冷凝负荷：Qk=61000W冷凝温度：tk=50℃环境风温度：ta1=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：S1＝25.4mm铜管竖直方向间距：S2＝22mm紫铜光管外径：d0＝9.52mm铜管厚度：δt＝0.35mm翅片厚度：δf＝0.115mm翅片间距：Sf＝1.8mm冷凝器尺寸参数排数：NC＝3排每排管数：NB＝52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：＝9.75mm铜管内径：＝8.82mm当量直

2、径：＝3.04mm单位长度翅片面积：＝0.537m2/m单位长度翅片间管外表面积：＝0.0286m2/m单位长度翅片管总面积：＝0.56666m2/m翅片管肋化系数：＝20.462）空气侧换热系数迎面风速假定：＝2.6m/s最窄截面处风速：＝4.5m/s冷凝器空气入口温度为：ta1＝35℃取出冷凝器时的温度为：ta2＝43℃确定空气物性的温度为：＝39℃在tm＝39℃下，空气热物性：vf=17.5×10－6m2/s，λf=0.0264W/mK，ρf=1.0955kg/m3，CPa＝1.103kJ/(kg*℃)空气侧的雷诺数：=783.7由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气

3、侧换热系数=50.3W/m2K其中：＝0.1852＝0.217＝0.5931＝-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)×1.1×1.2＝66.41W/m2K对于叉排翅片管簇：＝25.4/9.75=2.6051=2.7681式中：为正六边形对比距离，翅片当量高度：＝0.01169m=75.4m-1翅片效率：＝0.802表面效率：＝0.8123）冷媒侧换热系数冷媒在水平光管内冷凝换热系数公式为：对R22在管内冷凝C=0.683，如下表：021.2686.681021.03983.32020.7927

4、9.653020.51375.814020.19371.655019.81166.84取管内壁温度为：tw=46.5℃，冷凝温度：tk=50℃冷媒定性温度：tm=48.25℃插值得：＝19.877，＝67.68因而：＝2998×(tk－tw)－0.25如忽略铜管壁热阻和接触热阻，由管内外热平衡关系：2998×(50-tw)－0.25×3.14di（50-tw）=0.812×66.4×0.56666×（tw-35）解方程可得：tw=46.3℃，与假设的46.5℃接近，可不必重算。＝2161W/m2K（如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2）4）传热系数和传热面积传热系数为：其中

5、：ri为管内污垢热阻，ro为管外污垢热阻，rc为接触热阻取ri=0，ro=0.0001，rc=0计算得：ko＝32.65W/m2K平均传热温差为：＝10.5℃故需要的传热面积为：＝1178m2所需要翅片管总长＝314m5）确定冷凝器得结构尺寸冷凝器长：＝2.013m高：＝1.321m宽：＝0.066m风量为：=6.893m3/s迎风面积为：＝2.659m2实际迎面风速为：=2.59m/s与原假设的风速相符，不再另做计算6）阻力计算空气侧阻力：＝22.7Pa其中A——考虑翅片表面粗糙度的系数，对非亲水膜取A＝0.0113，对亲水膜取A＝0.007铝片数量：＝2013/1.8=111

6、8片铝片重量：＝28.96kg铜管重量：＝28.146kg3、计算输出输出参数：冷凝器长、宽、高、翅片重量、铜管重量、肋化系数、翅片效率、翅片表面效率、单位长度翅片面积；风量、迎面风速、最大风速、空气侧阻力；空气侧换热系数、冷媒换热系数、传热系数、对数温差、传热面积、铜管长第二部分：校核计算一、校核计算流程图二、计算过程1、已知参数换热参数：冷凝温度：tk=50℃环境风温度：ta1=35℃冷凝器结构参数：与设计时同。冷凝器尺寸参数冷凝器长：A＝2000mm排数：NC＝3排每排管数：NB＝522、校核计算过程参考设计计算过程。（略）3、计算输出输出参数：冷凝负荷、出风温度、翅片重量

7、、铜管重量、肋化系数、翅片效率、翅片表面效率、单位长度翅片面积；风量、迎面风速、最大风速、空气侧阻力；空气侧换热系数、冷媒换热系数、传热系数、对数温差、传热面积、铜管长