表冷器计算书

表冷器计算书(一)前表冷器a.已知：风量：14000CMH空气质量流量q mg=(14000×/3600≈s空气体积流量q vg=14000/3600≈s空气进、出口温度：干球：35/17℃湿球：℃空气进、出口焓值：㎏进水温度：6℃，流量：110CMH(前、后冷却器)阻力：水阻＜70KPa，风阻700Pa(前后冷却器)计算：接触系数ε2：ε2= 1-（t g2-t s2）/（t g1-t s1）=1-/≈查《部分空气冷却器的接触系数ε2》表：当Vy=~s时：GLⅡ六排的ε2=~从这我们可以看出：六排管即可满足要求。

（可得出如下结论：在表冷器外型尺寸受到限制的情况下，我们从增大换热面积来提高换热总量总是不大理想，即使强行增加排数仍旧帮助不大。

我近30遍的手工计算也证明了这一点。

提高水流速和降低水温对提高换热总量有更为积极的贡献。

通过计算我们可以发现钢管的水阻实在太大，稍微增加一点，水阻就大的吓人。

于是我设计采用了两组双排供、双排回的表冷器，在两组总排数仅8排的表冷器里同时供回水达四排之多，水程就一个来回。

这样就出现了大流量小温差的情况，水流速ω可以提高。

在冷冻水里添加乙二醇，使冷冻水的冰点下降。

很容易我们发现对数平均温差提高了很多。

从而达到了提高换热总量的目的。

）选型分析：⊙冷负荷Q= q mg ×(h1-h2)×－≈(235760Kcal/h)⊙由六排管的水阻△Pw=ω≤70Kpa得：管内水流速ω≤s[水阻的大小和水程的长短也有密切的关系，经验公式没有对此给个说法。

推论：八排管（即实际上的二排管）在流速一定时的水阻必为六排管的1/3。

理论上可以使△Pw=ω≤70Kpa，有ω≤s，但常识告诉我们：不能如此取值，可以判定八排管（即实际上的二排管）的ω≤s为合理。

] 安全起见，设令：ω=s⊙要求Vy=~s，可初估迎面尺寸（计算表明风速和流速的增加，将带来K值的增加，但K值的增加，却导致迎面的减小，间接使整个换热面积A的减小，我对Vy=s进行的计算表明，K值的增加，A值减小，K×A之积增加并不明显。

从这点来看牺牲K值换A值较为有利于整体换热效果，特别的要保6~8排的K值，换来的是将在以后用4~6排的增加面积来弥补，是很得不偿失的，况且那时K值还得再按倍计算。

但按Vy=s计算表明：A值增加，K×A之积也反而减小，K=，考虑其它因数K=，β≈，γ≈；ε1≈，提出t w1=℃的不合理要求。

由多次的计算看出存在一个K×A最佳大值，即以下的分析计算）。

控制Vy=s左右，有：迎风面积Ay= q vg /Vy==令：表冷器长L=1500 L’=1500+120+120+60=1800表冷器高h=Ay/L=≈迎面换热管数n=h/39≈（根）取n=29根同时总供水根数N=29×4=116根有：表冷器高h=1131 h’=1131+84=1215迎风面积Ay= L×h=迎面风速Vy= q vg /Ay=≈s⊙可提供的冷水流量q mw：经反复多次验算，按△tw =℃左右较为合理。

冷冻水量q mw =Q/C×△tw=×=s=s根据所提供的110CMH的水量分配到前表冷器可在75CMH左右（由于水泵的选大，实际流量已在120CMH以上，分配到前表冷器可达80CMH）。

通水截面Aw= n× Ad =116××10-4=×10-2m2ω= q mw /Aw≈s提高到ω=s 有q mw = L/s（）则：△tw ≈℃≈℃表冷器结构尺寸(GLⅡ型)查《实用制冷与空调工程手册》page584~586《空气冷却器性能参数》表:肋管D18×2+φ38钢绕片片距单位长度管传热面积：Fd=㎡/m考虑局部存有片距为～㎜，统一按Fd=㎡/m计。

换热面积A：A=n×8×L×Fd =29×8××=㎡析湿系数：ξ=－/[(35－17)]=传热系数：K8=[1/ K8计= K8×η=×≈㎡℃η=—修正系数(考虑排数、污垢、表面积灰、计算误差等安全因素)计算热交换效率系数ε1:计算传热单元数：β=KA/ξq mg Cp=××××103≈计算水当量比：γ=ξq mg Cp/q mw C=××21×≈ε1=[1－e-(1－γ)β]/[ 1－γe-(1－γ)β]≈≈校核计算冷冻水初始温度t w1：⊙t w1=t g1-(t g1-t g2)/αε1=35-(35-17)/×≈℃（根据〈简明空调设计手册〉page150介绍：考虑安全系数α=。

这是针对冷冻水从头走到底的情况，我们选取的是八排四进四出，冷排管始终保持一个平均低温状态，可以使安全系数α=~1，取α=）t w1=℃＞6℃满足可提供6℃的冷冻水要求。

取t w1=℃⊙我们的结构更多的可能是α=1：t w1=t g1-(t g1-t g2)/αε1=35-(35-17)/1×≈℃⊙t w2= t w1+△tw =6+=℃校核计算传热量⊙对数平均温差△tm△tm=[-(17-6)]/ln[/(17-6)]=11≈℃⊙Q=KA△tm=××≈303736(w)≈(Kw)⊙安全系数（）/≈%分析：由于我们在参数的取值设定上已是最不利的情况，而计算又充分考虑了余量，且使用的计算公式本身就是根据实验得出的经验公式，在此基础上还有余量是安全合理的。

风阻校核计算：六排：△Ps= ≈八排：△Ps=×8/6≈≈175Pa⑾水阻校核计算：六排：△Pw=ω这里八排管（即实际上的二排管）估取△Pw=40Kpa，满足要求。

（二）后表冷器a. 已知：风量：14000CMH空气质量流量q mg=(14000×/3600≈s空气体积流量q vg=14000/3600≈s空气进、出口温度：干球：℃湿球：℃空气进、出口焓值：㎏进水温度：6℃，流量：110CMH(前、后冷却器)阻力：水阻＜70KPa，风阻700Pa(前、后冷却器)b. 计算：①接触系数ε2：ε2= 1-（t g2-t s2）/（t g1-t s1）=1-查《部分空气冷却器的接触系数ε2》表：当Vy=3m/s时：GLⅡ六排的ε2-6＞、GLⅡ四排的ε2-4＜通过我以前多次的计算比较，选取12排才能较好的满足K×A的要求，为不使水阻过限，分三组每组走四排（两个来回）。

③选型分析：⊙冷负荷Q= q mg ×(h1-h2)×控制Vy=3m/s，可初估迎面尺寸：Ay= q vg /Vy=3≈≈令：L=1500（统一外型宽度）L’=1500+120+120+60=1800h=Ay/L=≈n=h/39≈根取n=22根、N=22×3=66根有：h=858 h’=858+84=942Ay= L×h=×=Vy= q vg /Ay=≈s⊙管内水流速ω根据在前表冷器的分析，设令：ω≤s⊙可提供的冷水流量q mw：经反复多次验算，按△tw =℃估：q mw =Q/C×△tw=×≈s=s根据所提供的110CMH的水量分配到后表冷器可在35CMH左右（由于水泵的选大，实际流量已在120CMH以上，分配到前表冷器可达40CMH）。

Aw= n× Ad =66××10-4=×10-2m2ω= q mw /Aw≈s（小于设定的ω≤s）q mw = L/s（40CMH）可提高到ω=s则：△tw ≈℃≈℃④表冷器结构尺寸(GLⅡ型)查《实用制冷与空调工程手册》page584~586《空气冷却器性能参数》表:肋管D18×2+φ38钢绕片片距单位长度管传热面积：Fd=㎡/m考虑局部存有片距为～㎜，统一按Fd=㎡/m计。

换热面积：A=n×12×L×Fd =22×12××=㎡⑤析湿系数：ξ=1（因为没有除湿）⑥传热系数：K12=[1/ K12计= K12×η=×≈≈31W/㎡℃η=—修正系数(考虑排数、污垢、表面积灰、计算误差等安全因素)⑦计算热交换效率系数ε1:⊙计算传热单元数：β=KA/ξq mg Cp=31×1×××103≈⊙计算水当量比：γ=ξq mg Cp/q mw C=1×××≈⊙ε1=[1－e-(1－γ)β]/[ 1－γe-(1－γ)β]≈≈⑧校核计算冷冻水初始温度t w1：⊙t w1=t g1-(t g1-t g2)/αε1= 满足可提供6℃的冷冻水要求。

取t w1=℃⊙t w2= t w1+△tw =6+=℃⑨校核计算传热量⊙对数平均温差△tm△tm=[ =≈℃⊙Q=KA△tm=31××≈130722(w)≈(Kw)⊙安全系数（）/≈%分析：由于我们在参数的取值设定上已是最不利的情况，而计算又充分考虑了余量，且使用的计算公式本身就是根据实验得出的经验公式，在此基础上还有余量是安全合理的。

⑩风阻校核计算：6排：△Pg= ≈12排：△Ps=×12/6≈≈315Pa⑾水阻校核计算：6排：△Pw=ω这里12排管（即实际上的4排管）估取△Pw=60Kpa，满足要求。