课程设计————冷凝器

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：蔡海瑞

学号：U200711873

指导教师：何国庚，谢军龙，李嘉老师

完成时间: 2010.11

华中科技大学

目录

一．设计题目 (3)

二．设计计算

1.冷凝器热负荷的计算 (4)

2.冷空气参数的确定 (5)

3.冷凝器的结构初步规划 (6)

4.空气侧传热系数的计算 (7)

5.管内R22冷凝时的表面传热系数计算 (11)

6.计算所需传热面积 (13)

7.确定空冷冷凝器的结构外形参数 (14)

8.空气侧阻力计算及选择风机 (15)

三. 参考文献 (16)

一：设计题目

室外侧进风温度35℃，冷凝温度50℃，过冷度5℃，室内侧进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃，蒸发温度7℃，过热度5℃，压缩机指示效率0.75.

换热器类型：冷凝器。

制冷剂：R22。

系统制冷量：Q0=3200W。

二：设计目标

由于系统制冷量比较小，因此所设计系统的冷凝器形式选为：空气强制流动的空冷冷凝器

三：冷凝负荷计算

根据题目提供的数据查R22a的压焓图，如下图所示，

W Q2200 0

查的各状态点

1点：T1=12℃,P1=621.44,h1=407.84(kj/kg),

s1=1.760kj/(kg错误！未找到引用源。k)

2s点：P2s=1942.31kPa，h2s=434（kj/kg）S2s=1.760kj(kg错误！未找到引用源。k)

2点：T2=50℃,p2=1942.31kPa

3点：T3=45℃,h3=254(kj/kg),P3=1942.31kPa

压缩机指示效率:ηi=0.75

冷凝器热负荷Qk计算：

单位制冷量：

q0=h1-h3=153.84kj/kg, 错误！未找到引用源。=442.72 kJ/㎏故，单位质量压缩功错误！未找到引用源。34.88

制冷剂质量流量：错误！未找到引用源。=0.0208kg/s

故，冷凝器的热负荷为

错误！未找到引用源。=3.925KW

1.冷空气参数的确定

表6-5 空冷式冷凝器设计计算参数的选择项目选择原则

肋片的几何参数

国产纯铜管铝套片换热器的典型结构参

数：纯铜管Ф10错误！未找到引用源。，管

间距25错误！未找到引用源。（或Ф12错

误！未找到引用源。，管间距30错误！未

找到引用源。），管壁厚δ

t

=0.5~1.0错误！未

找到引用源。对于60kW以上的机组可选

用Ф16错误！未找到引用源。纯铜管，间

距35错误！未找到引用源。，管壁厚δ

t

=1.0~1.5错误！未找到引用源。，肋距错误！

未找到引用源。=2.0~3.5错误！未找到引

用源。，可取顺排，也可叉排

kg

kj

h

/

72

.

442

2=

kW

Qk

69

.2

=

迎面风速错误！未找到引用源。一般，错误！未找到引用源。高则传热系数高，但阻力增大，风机耗功增大。综合考虑错误！未找到引用源。2.5~3.5错误！

未找到引用源。为宜

冷凝温度和空气进出口温差错误！未找到引用源。冷凝器换热面积小，但压缩机排温和耗功增大。错误！未找到引用源。应按装置使用条件和技术经济比较确定。一般错误！未找到引用源。与进风温度控制在15℃左右为好。当外界气温为30~35℃时，错误！未找到引用源。可

取43~50℃，空气进出口温差一般取

6~10℃

冷凝器管排数沿空气流动方向的管排越多，则后几排的传热量越少。一般取2~6排为好

已知进口温度错误！未找到引用源。=35℃，根据表6-5取空气进出口温差为Δ错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。8℃，则定性温度

错误！未找到引用源。=39℃，据此查空气的热物性表，得：

密度错误！未找到引用源。=1.128 kg/m3定压比热容错误！未找到引用源。=1.005kJ/(㎏•K) ，运动粘度错误！未找到引用源。=16.87×10-6 m2/s，热导率：

错误！未找到引用源。=2.751×10-2 W/(m•K)，则空气流量

1.冷凝器的结构初步规划

○1肋片及传热管尺寸设置

根据表6-5，传热管选用Ф10错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。x0.7错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。的纯铜管，则d0=0.01错误！未找到引用源。m,错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=(0.01-2×0.0007)=0.0086错误！未找到引用源。m ,肋片选用平直翅片（铝片），片厚δf =0.2mm肋片间距错误！未找到引用源。.取气流方向的排数为n=5，冷凝器采用顺排套片式结构，管间距s1=25mm，排间距s2=25mm片长L=ns2=5×25=125mm

○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

管内单位表面积为

故肋化系数为

1.空气侧传热系数的计算

○1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