毕业设计蒸发式冷凝器 - 图文(5)

河南机电高等专科学校毕业设计说明书

空气温度为32℃时，空气参数?m=2.689×10?2w/(m﹒k),?m?16.192×10?6㎡/s，cpm?1.005kJ/(kg?k)，则管外水膜与空气对流换热系数

awa?0.297?mufmaxd00.602()?72.1w/(m2?k) d0?mAawa(hw?hm)Aw2a??1428W/(m?k)，j管外空气当量对流换热系数为：cpm(tw?tm)A0W?1.3，热流密度q?a(t?t)?3002w/m2，按式其汇总A取0.94，?w?fjwmA0A计算换热面积得：S＝219.35/3.002＝73.06(㎡)

3.4配风量的确定

配风量是蒸发式冷凝器内部的总风量，直接决定着风机的功率。一般用单位换热量所需风量表示，中国机械行业标准规定的数值为220㎡/(h?kw)，也有的按3003～40㎡/(h?kw)配置。增大风量有利于提高传热系数，但风量增大，风机的电耗也随之增加，故应合理选取配风量。计算公式：

LD＝Ｑk×? 式中：

LD——配风量，m3/s Qk——换热量，kw;

?——配风比，m3/(s﹒kw)。

配风比美国标准是?=3×10

?2m3/(s﹒kw)，机电工业部颁布标准

??6.11×10?2m3/(s﹒kw)。配风量大，传热效果好，但耗功增加，为

取得较大的qf值，同时耗电量由不至于过大，一般取中间偏大值，文章选?为0.061m3/(s﹒kw)。

按上式计算得：

LD=219.35?0.061=13.38(m3/s)

3.5迎面风速及迎风面积的确定

一些学者进行了迎面风速对蒸发式冷凝器的性能影响的实验，结果表明蒸发式冷凝器迎面风速有一个最佳范围（2.9～3.1m/s)。制冷量和能效

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比分别与迎面风速的关系见下图3-3和图3-4。

图3-3 制冷量和迎面风速关系图

图3-4 能效比和迎面风速关系图

迎面风速越大，空气与换热盘管外表面水膜的接触时间越短，空气与水膜的热湿交换就越不充分；此外，迎面风速的增大，能增强热湿交换面上热质传递的剧烈程度，使得热湿交换更加充分。故只有使用最佳迎面风速，制冷量和能效比达到最佳，才能使得蒸发式冷凝器的性能达到最佳。

迎风面积计算公式：

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A=LD/VF

式中:

A——迎风面积，m3; LD——配风量，m3/s; VF——迎面风速，m/s。 按式计算的： A=13.38/3=4.46m2

3.6盘管的设计

本设计采用?25㎜无缝钢管，盘管材料采用20号优质碳钢，盘管的管型有圆管、椭圆及一些特殊管型，本设计采用圆管。盘管管束呈正三角形错列布置。管长3m，考虑弯头及壳体间隙，迎风面长为B为3.3m，则：

D=A/B 式中：

D——迎风面宽，m; A——迎风面积，m2; B——迎风面长，m。 桉上式计算得： D=4.46/3.3=1.537m

管径d0为25㎜（20号优质碳钢的无缝钢管)，管间距Pt=50㎜。 nH=D/(Pt+d0) 式中：

nH——每排管数； D——迎风面宽，m； Pt——管间距，m。 按式计算得：

nH=1.537/0.075?14(排） S1=S/nH 式中：

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S1——每排管的面积，㎡； S——理论传热面积，㎡； nH——每排管数。 按上式计算的： S1=73.06/14=5.65㎡ 式中：

N——管程数；

S1——每排管的面积，㎡； S2——单排管的表面积，㎡。 按上式计算：

N=5.65/(2?×0.01252+2?×0.0125×2.3)=8(程），故管程数取8数。

由此可以确定实际传热面积： S'=S2×N×nH

S'——实际传热面积，㎡； S2——单管的表面积，㎡； N——管程数； nH——每排管数。 按上式计算的：

S'=(2?×0.01252+2?×0.0125×2.3)×8×4=73.05(㎡)，符合理论传热面积。假设的水膜温度符合要求。

3.7淋水量及补水量的确定

淋水量的配置以能全部润湿冷凝盘管表面、形成连续的水膜为原则，力求获得最大的传热系数。水量过小，不足以满足冷凝的要求；水量过大，反而不利于热交换，同时会造成水泵功率增大。

中国JB/T7658.5-95标准的单位冷凝负荷的淋水量0.032L/(S﹒KW)，美国工业制冷手册标准为0.018L/(S﹒KW)。

本设计选用中国JB/T7658.5-95标准的单位冷凝负荷的淋水量r=0.032L/(S﹒KW)。

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计算公式： GS=Qk×r

GS——淋水量，kg/s； Qk——换热量，kw；

r——单位冷凝负荷的淋水量，kg/(s﹒kw)。

补水量一般为淋水量的5%～10%，湿度较大地区取小值。 按上式计算得：

GS=219.35×3.20×10?2=7.019(kg/s) 计算公式： W=GS×5% 式中：

W——补水量，kg/s； GS——淋水量，kg/s。 按上式计算得：

W=7.019×0.05=0.35(kg/s) 水泵功率的确定 计算公式： NS=9.8×GS×HZ 式中：

NS——水泵功率，kw； GS——淋水量，kg/s；

HZ——水泵扬程，m(值为10m)。 按上式计算得；

NS=9.8×7.019×10=6.87(KW)

3.8风系统的设计

空气流过蒸发式冷凝器的阻力为通过冷凝管、挡水板、喷嘴排管、进口风栅、空气净化器等阻力部分之和。 （1）空气流过冷凝盘管的阻力：

计算公式G'm＝Gm/(A－nH×d0×B)=LD×?/(A－nH×d0×B)

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