翅片式冷凝器计算表
翅片式换热器的设计及计算
制冷剂系统翅片式换热器设计及计算制冷剂系统的换热器的传热系数可以通过一系列实验关联式计算而得，这是因为在这类换热器中存在气液两相共存的换热过程，所以比较复杂，现在多用实验关联式进行计算。
之前的传热研究多对于之前常用的制冷剂，如R12，R22，R717，R134a等，而对于R404A和R410A的，现在还比较少。
按照传热过程，换热器传热量的计算公式为：Q=KoFΔtm (W)Q—单位传热量，WKo—传热系数，W/（m2.C）F—传热面积，m2Δtm—对数平均温差，CΔtmax—冷热流体间温差最大值，对于蒸发器，是入口空气温度—蒸发温度，对于冷凝器，是冷凝温度—入口空气温度。
Δtmin—冷热流体间温差最小值，对于蒸发器，是出口空气温度—蒸发温度，对于冷凝器，是冷凝温度—出口空气温度。
传热系数K值的计算公式为：K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）但换热器中用的都是圆管，而且现在都会带有肋片（无论是翅片式还是壳管式），换热器表面会有污垢，引入污垢系数，对于蒸发器还有析湿系数，在设计计算时，一般以换热器外表面为基准计算传热，所以对于翅片式蒸发器表述为：Kof--以外表面为计算基准的传热系数，W/（m2.C）αi—管内侧换热系数，W/（m2.C）γi—管内侧污垢系数，m2.C/kWδ，δu—管壁厚度，霜层或水膜厚度，mλ，λu—铜管，霜或水导热率，W/m.Cξ，ξτ—析湿系数，考虑霜或水膜使空气阻力增加系数，0.8-0.9（空调用亲水铝泊时可取1）αof—管外侧换热系数，W/（m2.C）Fof—外表面积，m2Fi—内表面积，m2Fr—铜管外表面积，m2Ff—肋片表面积，m2ηf—肋片效率，公式分析：从收集的数据（见后表）及计算的结果来看，空调工况的光滑铜管内侧换热系数在2000-4000 W/（m2.C）（R22取前段，R134a取后段，实验结果表明，R134a的换热性能比R22高)之间。
因为现在蒸发器多使用内螺纹管，因此还需乘以一个增强因子1.6-1.9。
冷凝器计算方法
螺纹管距 21mm 22mm 25.4mm
U形管
排数 2 单片铝箔体积mm³ 722.09025 铝箔单价（元/KG） 18
总铝箔数量 969.1428571
配管
铝箔总价格 34.01069835
弯头单价（元/KG） 56
弯头总价格 1.1908708 铝箔 加工后
7mm弯头重量 7.94mm弯头重量 9.52mm弯头重量 弯头跨距 22 米克重 123.13584
胀高 677 弯端跨距 21 铜管总长 12482.73
内螺纹管重量 管数 9 π 3.14 螺纹管米克重 48 铝箔重量 偏距 1.4 铝箔片宽度mm 19.05 铝箔总重量（kg） 1.889483242 弯头重量 弯头数 5
直管总长mm 12186 弯管端总长mm 296.73 内螺纹管重量（KG） 0.59917104
米克重 33
单价 57000元/吨 57000元/吨 57000元/吨 57000元/吨
48 75 83
76.89 81.783
φ 6*δ 0.6 铜管 1米 φ 6.35*δ 0.6 铜管 1米 φ 7*δ 0.6 铜管 1米 φ 7.94*δ 0.6铜管 1米 φ 9.52*δ 0.6 铜管 1米 Φ 12.7*δ 0.7 铜管 1米 Φ 15.88*δ 0.8 铜管 1米 Φ 19.05*δ 0.9 铜管 1米 Φ 22*δ 1.0 铜管 1米 铜管重量=27.96*壁厚*(外径-壁厚)
铜价（上海） 50330 元/吨
107.3664 56000元/吨 123.13584 56000元/吨 149.64192 56000元/吨 234.864 56000元/吨 337.30944 56000元/吨 456.7266 56000元/吨 587.16 g/m
翅片管式冷凝器计算
翅片管式冷凝器计算翅片管式冷凝器是一种常见的热交换设备，常用于空调系统、工业冷却等领域。
它由内管、外管和连接翅片组成，通过流体相互传热来实现冷凝过程。
在设计和计算翅片管式冷凝器时，需要考虑到热传导、换热面积、传热系数等因素。
下面将介绍翅片管式冷凝器的计算方法。
1.确定冷凝器的工作参数：在进行翅片管式冷凝器计算前，首先需要明确工作参数，包括冷却介质的流量、进口温度、出口温度，以及冷却介质的性质，如密度、比热容、粘度等。
2.选择合适的翅片管：根据冷凝器的工作参数和设计需求，选择合适的翅片管。
一般翅片管可以分为平面翅片管和螺旋翅片管两种类型。
3.计算翅片管的换热面积：翅片管的换热面积是冷凝器设计的重要参数，它与热传导、流体流量和传热系数等因素有关。
翅片管的换热面积可以通过以下公式计算：A = N * pi * De * (L - Dp)其中，A为换热面积，N为管子的根数，pi为圆周率，De为外管直径，L为管子的有效长度，Dp为管子对外径。
4.计算翅片管的传热系数：翅片管的传热系数是指翅片管内外流体之间的热传导能力，它是冷凝器设计的关键参数之一、翅片管的传热系数可以通过以下公式计算：1/U = 1/ho + Σ(1/hi)其中，U为总传热系数，ho为外部对流传热系数，hi为内部对流传热系数。
5.确定冷却介质的热负荷：根据冷却介质的流量、进口温度和出口温度，计算冷却介质的热负荷。
热负荷可以通过以下公式计算：Q = m * Cp * (Tin - Tout)其中，Q为热负荷，m为冷却介质的流量，Cp为冷却介质的比热容，Tin为进口温度，Tout为出口温度。
6.计算实际换热面积：根据冷却介质的热负荷和传热系数，计算实际换热面积。
实际换热面积可以通过以下公式计算：Aa = Q / U / (Tin - Tout)其中，Aa为实际换热面积。
7.根据实际换热面积选择合适的翅片管：根据实际换热面积和已选的翅片管，检查实际换热面积是否符合要求，如果不符合要求，需要重新选择合适的翅片管。
翅片式换热器计算
3.25 m/s 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925 m^3/s 3670.173 m^3/h 17.10596081
换热量的计算 风侧换热量
求解tw 47.7
66.53893573 248.5431069 10.78591376 239.4472855
1948.854032
内螺纹修正系数
固定参数 固定参数 固定参数
总的换热量
假定
222.6884456 2.038985
风侧换热量
cp(kJ/(kg*K)) 1.005 1.005
λ×102(W/(m*K)) 2.67 2.76
设计基本参数 冷凝温度
盘管基本参数 管排数 每排管的管数量 每英寸的翅片数量 每根铜管的长度
换热器结构计算 传热管直径do 传热管壁厚δ 流动方向管间距s1 排间距s2 片厚δ 翅片间距Sf 翅片根部外沿直径db 每米翅片侧外表面积af 每米翅片间基管外表面积ab 每米翅片侧总表面积aof 铜管内径di 每米长管内面积ai 每米长管外面积ao 每米管平均直径处的表面积 肋化系数τ 肋通系数α 迎风风速w 净面比ε 最窄截面风速Wmax 空气侧表面传热系数 沿气流方向翅片长度b 当量直径de 雷诺系数Re b/de A c n m α0
C m ψ n λ α0
50 ℃
9 rows 19 条 13 FIN 0.65 m
0.009525 m 0.00035 m 0.0254 m 0.02200 m 0.000115 m 0.00195 m 0.009755 m 0.495457975 m^2 0.02882783 m^2 0.524285806 m^2 0.008825 m 0.027724555 m^2 0.0306307 m^2 0.0291706 18.91052215 20.64117345
风冷翅片式换热器计算
K=
33.00000
输入
最高冷凝温度℃
tkmax=
65.00000
二、冷凝器热力计算求解
冷凝器热负荷KW
Qk=
184.20000
风冷冷凝器传热面积m2
F=
666.86859
冷凝风量kg/s
Gk=
19.29301
冷凝风量m3/h
Gk=
83345.79733
三、风冷冷凝器基本尺寸参数
换热器器水平管间距m
A=
0.02170
换热器垂直管间距m
B=
0.02500
换热管管径m
D=
0.01000
换热管内径m
D1=
0.00900
片 单距 根换m 热管空气侧换热面积
d=
m2/m
Fd=
0.00200 0.51860
输入
单根换热管氟侧换热面积m2/m
Fn=
0.02826
单根换热管氟侧通流面积m2
Fds=
0.00006
风冷冷凝器换热参数计算
一、冷凝热计算输入参数
压缩机型号
输入
制冷量KW
Qo=
139.50000
输入
压缩机输入功率KW
Ni=
44.70000
输入
压缩机排气量kg/h
Gk=
输入
冷凝温度℃
tk=
49.00000
蒸发温度℃
to=
3.50000
过热度℃
tr=
3.50000
过冷度℃
tg=
5.00000
室外环境干球温度℃
换热管肋化系数
τ=
18.35103
二、换热器物理参数计算
冷凝器计算
冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。
因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。
冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。
由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。
空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。
自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。
下面仅讨论强制对流式冷凝器。
二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。
其结构组成主要为——U形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。
一、空气流量环境温度Tair=35，35℃进出口温差ΔT=10℃，空气进口温度Ti=35℃，空气出口温度T0=45℃，冷凝器中的平均温度Tm=40℃；空气的密度ρm=1.092Kg/m3；空气的定压比热Cp=1.01E+03J/（KgK）；冷凝器的热负荷Qk=77000W；空气的体积流量Vair=6.96E+00m3/S二、结构初步规划选定迎面风速Wf=2.5m/s沿气流方向的排数nl=3冷凝器采用正三角*排翅片厚度δf=0.190.19mm 翅片节距Sf=1.8；1.8mm翅片管的纵向距离S1=25mm；翅片管的横向距离S2=21.65mm；翅片管的基管直径Db=9.9mm；单位管长翅片面积Ff=0.515902389m2；单位管长翅片间基管面积Fb=0.0278047m2；单位管长翅片管的总面积F0=0.543707089m2；翅片管的中性面的直径Dm=9.1mm；单位管长内螺纹管的中性面表面积Fm=0.028574m2；翅片管的的内径Di=8.68mm；内螺纹管的内表面积Fi=0.0272552m2；翅化系数β=F0/Fi19.94874699 ；最小截面与迎面截面面积之比0.540244444；最小截面的风速Wmax=4.627534861m/s；冷凝器的当量直径Deq=2.909754638mm由冷凝器的平均温度Tm，查空气的物性参数动力粘度νf=1.75E-05m2/s导热系数λf=0.0264W/（Mk）密度ρf=1.0955m3/K g故雷偌数Ref=7.69E+02长径比L/Deq=22.32146971 对于平套片管空气的换热系数A=0.518-0.02315*L/Deq+0.000425*（L/Deq）^2-3E-6*(L/Deq)^3 A=0.179648497C=A*（1.36-0.24*Ref/1000）2.09E-01n=0.45+0.0066*L/Deq0.5973217m=-0.28+0.08*Ref/1000-2.18E-01 对于*排换热系数比顺排高10%则α0=1.1*0.02643*C*Refn/Deq*（L/Deq）^m5.62E+01W/(M2k) 对于*排管簇L=S125mmB=S221.65mmρ=B/Db2.186868687ρ'=1.27*ρ*(L/B-0.)^0.52.56768664h'=Db*(ρ'-1)*(1+0.35*lnρ')/20 .010321268m=(2α0/(λf*δf))^0.553.99064795故翅片的效率ηf=th（mh’）/mh0.907911856表面效率ηs=1-Ff/F0（1-ηf）0.912621162 计算管内的换热系数αi假设壁温Tw=50.5℃液膜平均温度Tm=52.25温度rs1/4Bm4020.19271.655019.81166.84Tm19.7252865.75775 管内换热系数αi=0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4 忽略铜管管壁和接触热阻,由管内外热平衡:αi*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)Tw'=4.97E+01℃Δ=|Tw'-Tw|/Tw8.19E-01取壁温Tw=5.05E+01℃则αi=2.12E+03W/(M2k)5计算传热系数及传热面积取污垢系数ri=0,r0-0.0086(M2k)/W 计算传热系数K0=1/((1/αi+ri)*f0/fi+δ/λ*f0/fm+1/(ηs*α0))3.46E+01传热温差Θm=(ta2-ta1)/ln((tk-ta1)/(tk-ta2))13.38303969℃所需传热面积F=Qk/（K0*Θm）1.66E+02m2翅片管的总长L=F/f03.06E+02m 确定冷凝器的结构尺寸,选取垂直方向的排数,沿气流方向的排数NL N=40则宽A=L/(N*NL*2)1.27E+00m取A=1.4m则传热面积A'=12.2103296m2则实际风速Wf=2.49E+00m/s 计算空气侧阻力气流流过横向整套片的阻力损失由于*排比顺排阻力要大20%Δpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.746.89073292Pa风机的全压P=50.31417042Pa选两台CFE710-6T_-C10-S 风量大概15000*2重新计算压力13150m3/h迎面风速Wf=2.609127m/s迎面风速Wmax=4.82953m/sΔpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.77.06E+01Pa蒸发器的校核计算热负荷Q0=54000W制冷剂流量g=354g/s内表面的热流量qi=4422.485041W/m2取质量流速g=150kg/(m2s)总流通面积A=0.00236m2每根管的有效流通面积Ai=5.91438E-05m2蒸发器的分路数Z=39.90275631取Z'=40每一分路R22流量Gd=0.00885kg/s查的B值B=1.38则αi=B*Gd^0.2*qi^0.6/di^0.61424.149983 2、确定空气在蒸发器的状态变化由进口的空气参数t1=7℃，ts1=6℃，查焓湿图得I1=20.56KJ/kgd1=5.368g/kg干空气的密度ρρ=1.2Kg/m3空气的定压比热容Cp=1.005KJ/（kg℃）水蒸气的定压比热容Cp=4.19KJ/（kg℃）出口的干球温度t2由能量守衡Q0=Cp*ρ*V*（t2-t1）t2=0.870949℃假设出口的干球温度为t2‘=2℃由能量守衡Q0=ρ*V*（I1-I2）I2=14.4003KJ/KgI=Cpg*t+（2500+Cpq*t）*dd=0.00494Kgts2=2.81℃Tw=1.75℃,Iw=12.47KJ/Kg,dw=4.274g/kgTw=1.75℃Iw=12.47KJ/kgdw=4.274g/kg干在蒸发器中空气的平均焓值Im=Iw+（I1-I2）/Ln（（I1-Iw）/（I2-Iw））Im=16.76861KJ/kg由Tm可得Tm=4.6℃dm=4.833g/kg求析湿系ξ=1+2.46*（dm-dw）/（tm-tw）ξ=1.482505空气的气体常数Ra=287.4T！=280K进口状态的比容ν1=Ra*T1*（1+0.0016d1）/Pbν1=0.801058m3/kg故空气的体积流量空气侧的换热系数空气的迎面风速Wf=Wf=2.609127m/s则空气侧的换热系数α0=57.8W/(M2k)凝露工况下的翅片效率m=（2*α0*ξ/（λf*δf））^0.5m=47.78611则ηf=ηf=0.926096故凝露工况下的换热系数αj=αj=79.67994W/(M2k)设翅片侧热阻以及翅片与管壁热阻之和4.80E-03m2k/WK0=1/（f0/fi/αi+r+1/αj）3.19E+01传热温差Θm=（t1-t2）/ln（（t1-t0）/（t2-t0））6.80519则传热量Q=K0*Θm*F3.61E+04哪有这么麻烦，最简单12平米/hp设计冷凝器，风量10度温差，蒸发器肯定够。
风冷机组冷凝器计算
蒸 发 器 的 参 数
0.533 0.030 0.563 0.567 9.072 5.108
0.533 0.030 0.563 0.567 12.474 7.023
0.533 0.030 0.563 0.757 18.168 10.234
0.457 0.031 0.489 1.112 26.688 13.040
此為下載資料,僅供參考。
GR-75W 1.600 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.600 0.029 0.629 0.728 34.944 21.996
G-75W 1.600 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.600 0.029 0.629 0.728 34.944 21.996
GR-35W 1.600 0.100 12.700 20.500 7.000 7.500 0.270 0.022 0.292 0.728 34.944 10.215
G-35W 1.600 0.100 19.050 22.000 7.940 8.440 0.454 0.025 0.479 0.768 18.432 8.826
翅片距e（mm） 翅片厚度δ（mm） 翅片宽度：S1（mm） 管中心距：S2（mm）
1.800 0.100 22.000 25.400
冷 凝 器 的 参 数
铜 7×0.25×0.18 9.52x0.27x0.16 9.520 9.520 数管 7×0.25×0.18 参 胀管后管外径mm 10.020 10.020 每米管长肋片表面积m2 0.533 0.600 每米管长基管表面积m2 0.030 0.029 每米管长总表面积m2 0.563 0.629 单排管长m 0.761 0.590 管总长m 15.220 11.800 总换热面积m2 8.569 7.428 铝箔 铝箔 1200,H26,0.1 1100,H26 普通铝箔 材料 x535 ,0.1x535 GB/T3198 1.800 翅片距e（mm） 翅片厚度δ（mm） 翅片宽度：S1（mm） 管中心距：S2（mm） 铜管参数 9.52x0.27x0.16 胀管后管外径mm 每米管长肋片表面积m2 每米管长基管表面积m2 每米管长总表面积m2 单排管长m 管总长m 总换热面积m2
翅片式换热器计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ凝器进出口空气参数 Q0 系数φ0 Qk 室外干球温度ta1 进出口温差 出风温度ta2
空气平均温度
对数平均温差θm 比热容Cpa 运动粘度ν 热导率 密度ρ 冷凝器外表面效率 铝翅片热导率 肋片当量高度h 翅片特性参数m 翅片效率ηf 冷凝器外表面效率ηo 管内换热系数 物性集合系数B 传热系数 总传热系数 r0 rb 铜管导热率 第一系数 第二系数 第三系数 Ko 传热面积Aof 换热量
0.31369 m^2 197.9734073
3.25 m/s 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925 m^3/s 3670.173 m^3/h 17.10596081
换热量的计算 风侧换热量
a*106(m2/s) 22.9 24.3
μ*106(kg/(m*s)) 18.6 19.1
ν*106(m2/s) 16
16.96
Pr
0.701 0.699
计算风速 迎风面积 翅片宽度b 假定风速 35度时空气密度ρa 最窄截面风速Wmax ρa*Wmax (ρa*Wmax)1.7 最窄截面当量直径 静压 单片盘管单元的风量 风机风量 校核气温差
15 1.318 19.77
35 ℃ 19 ℃ 16 ℃ 25.5 ℃ -23.22 ℃ 1.005 0.000015568 0.026295 1.1465
3.25 m/s 0.579691433 5.606430964 m/s
0.197973407 m 0.003290895 m 1185.134493 60.15792878 0.010278544 1.075567722 0.84704233 -0.185189241 16.60481175 21.91835151
翅片管式冷凝器计算
qm=Q0/q0 Si=3.14*（di/2）2 q=qm/（Si*n1） △p/=ρa*wy2/2 △p//=0.108*b*（ρa*wmax）1.7/de
0.503
空气侧表面传热系数式中的系数和指数 表1
12
16
20
24
28
0.296 0.244 0.201 0.166
0.137
0.529 0.556 0.582 0.608
0.635
32 0.114
0.661
空气侧表面传热系数式中的系数和指数 表2
500
600
700 800
900
1.240
1.216 1.192 1.168 1.144
55 热平衡式1
56 热平衡式2 57 管壁与翅片间的接触热阻 rb 58 紫铜管的热导率 λ 59 紫铜管每米管长的平均面积 am
60 冷凝器的总传热系数 K
61 冷凝器所需的传热面积 Aof
62 冷凝器有效翅片总管长 L
63
空气流通方向上的管排数 n=L/ （l*N）
64 冷凝器的分路数 n1
65 R22的质量流量 qm
-0.240 -0.232 -0.224 -0.216 -0.208
R22的B值
1000 1.120
-0.200
1100 1.096
-0.192
20 1658.4
30
40
50
1557 1447.1 1325.4
翅片式冷凝器工艺计算
DWR28S (内螺纹管φ7) 计算数据 2.904564315 1 3.086268729 3.615 2.086268729 1.12696283 1.394436991 0.010516651 0.822987831 2.277293852 0.439117683 0.676692815 0.822239151 0.8316822
tc ΔTc t1 tai tao Q0'(tc=52,te=7.2,ΔTc=5,ΔTe=8) P(tc=52,te=7.2,ΔTc=5,ΔTe=8) Q0=Qo'*95%*98% h0 h3=f(tc,ΔTc) q0=h0-h3 h2' qk=h2'-h3 C1=qk/q0 Qk=C1*Q0 或Qk=P+Q0
DWR28S (R134a) 计算数据 2.605128205 1 2.768100424 4.875 1.768100424 1.018161318 1.356356461 0.0116911 0.859040319 2.3608939 0.423568378 0.69576289 0.809930425 0.819550444
单位 m3/h m2/s m/s mm mm mm mm mm mm
代号
Va=3600Qk/{ρa*Cpa*(tao-tai)}
vf Wf d δ δf Sf S1 S2 π db di=d-2*δ db
2
0.0000175 2.53 7 0.3 0.115 2 21 18.2 3.142 7.23 6.4 52.2729 0.276625173 13.77 1.885 0.021410452 0.341139637 0.0201088
Sf/db（要求=0.18~0.35） s1-db sf-δf fb=π*db*(1-δf/Sf)/1000 ff=2*(S1*S2-π*db2/4)/Sf/1000 fi=πdi/1000
冷凝器自动计算表
△t=
5.00000
tk=
16-33
二、冷凝器热力计算求解
Qk=
328.90000
qf=
24.50000
22-27
F=
13.42449
Gk=
0.01571
Gk=
56.57143
三、水冷冷凝器基本尺寸参数
A=
0.02000
正三角形
D=
0.01588
D1=
0.01270
Fd= Fn= Fds=
0.04986 0.03988 0.00013
水冷冷凝器换热参数计算
压缩机型号 制冷量KW 压缩机输入功率KW 压缩机排气量kg/h 冷凝温度℃ 蒸发温度℃ 过热度℃ 过冷度℃ 冷却水进口温度℃ 冷却水出口温度℃ 冷凝温度℃ 蒸发温度℃ 传热温差℃ 冷却水进出口温差℃ 冷却水进水温度范围℃
冷凝器热负荷KW 单位面积热负荷KW/m2 冷凝器传热面积m2 冷却水量kg/s 冷却水量m3/h
换热器换热管间距m 排列方式 换热管管径m 换热管内径m 单根换热管氟侧换热面积m2/m 单根换热管水侧换热面积m2/m 单根换热管水侧通流面积m2
冷凝器组数 每组冷凝器换热管数 每组冷凝器换热管长m 每组冷凝器流程 每组冷凝器水侧通流面积m2 每组冷凝换热面积m2 冷凝器换热面积m2 冷却水流速m/s 摩擦阻力系数 水阻力KPa
二、换热器物理参数计算
N=
1பைடு நூலகம்
N1=
150
L=
2.00
N3=
2
输入 输入 输入 输入
Fy=
0.00950
Fz=
14.95896
必须满足校核值
F=
14.95896
翅片管式冷凝器计算
20 翅片式冷凝器铝箔片间距 sf
1.500
21 翅片式冷凝器迎风面上管中心距 s1
22 翅片式冷凝器侧面管间距 s2
s2=31/2*s1/2
23 翅片式冷凝器翅片根部外沿直径 db db=d0+2*δf
24 每米管长翅片侧面面积 af
af=2*（s1*s2-π*db2/4）/sf
25 每米管长翅片间管面面积 ab
℃
kg/s
kW m3/h m/s m2 mm
排 列 mm mm
m/s
—
—
—
—
b/de
—
ψ
—
n
W/（m2*K）
—
℃
— W/（m2*K）
— — m2*K/W W/（m*K） mm
Re C M
tk/℃ B
W/（m2*K）
m2 m
排
路
kg/s
mm2
kg/（s*m2） Pa Pa — — W
m3/h
8 0.358
am=3.14*（di+d0）/2 K=1/（aof/（αki*ai）+δ0*aof/（λ *am）+rb+1/（αof*η0）） Aof=Qk/（K*θm） L=Aof/aof (要求此处n接近上面假定的n)
qm=Q0/q0 Si=3.14*（di/2）2 q=qm/（Si*n1） △p/=ρa*wy2/2 △p//=0.108*b*（ρa*wmax）1.7/de
31.671
16.619 35.063 3.646 4.000 0.022 63.585 84.554 1.827 44.430 1.000 0.600 89.456
0.394
75 冷凝器所需的传热面积 Aof
冷凝器的传热系数
2.板片为不锈钢
空
气
冷却
式
自然对流
6～10
45～85
强制对流
30～40
（以翅片管
外表面积计）
250～300
1.迎面风速2.5～3.5m/s
2.传热温差θm=8～12℃
3.铝平翅片套铜管
4.冷凝温度与进风温差≥15℃
蒸发式
冷凝器
（R22）
500～700
1600～2200
1.单位面积冷却水量0.12～0.16 m³/㎡·h
冷凝器的传热系数K和热流密度qf的推荐值
制冷剂
形式
传热系数K
/〔W/㎡·K〕
热流密度q
/（W/㎡）
相应条件
氨
立式
冷凝器
700～900
3500～4000
1.冷却水温升△t=2～3℃
2.传热温差θm=4～6℃
3.单位面积冷却水量1～1.7 m³/㎡·h
4.传热管用光钢管
卧式
冷凝器
800～1100
4000～5000
1.冷却水温升△t=4～6℃
2.传热温差θm=4～6℃
3.单位面积冷却水量0.5～0.9 m³/㎡·h
4.传热管用光钢管
5.水速0.8～1.5m/s
板式
冷凝器
2000～2300
1.使用焊接板式或特殊处理的钎焊板式
2.板片为不锈钢
螺旋板式冷凝凝器
1400～1600
7000～9000
1.冷却水温升△t=3～5℃
2.补充水量为循环水量的5%～10%
3.传热温差θm=2～3℃（指制冷剂和钢管外侧水膜间）
4.单位面积通风量300～400m³/㎡·h
翅片式换热器计算表
3670.173 17.10596081 222.6884456
22.32 -2.064002709
根据下面的算出来
采用公式计算法 考虑使用叉排和波纹片的 修正系数 根据Re和b/de查表得出的
考虑使用叉排和波纹片的 修正系数
假定
根据平均温度查表得出的 根据进风温度查表得出的
内螺纹修正系数 固定参数 固定参数 固定参数
设计基本参数 冷凝温度
盘管基本参数 管排数 每排管的管数量 每英寸的翅片数量 每根铜管的长度
换热器结构计算 传热管直径do 传热管壁厚δ 流动方向管间距s1 排间距s2 片厚δ 翅片间距Sf 翅片根部外沿直径db 每米翅片侧外表面积af 每米翅片间基管外表面积ab 每米翅片侧总表面积aof 铜管内径di 每米长管内面积ai 每米长管外面积ao 每米管平均直径处的表面积 肋化系数τ 肋通系数α 迎风风速w 净面比ε 最窄截面风速Wmax 空气侧表面传热系数 沿气流方向翅片长度b 当量直径de 雷诺系数Re b/de A c n m α0
0.31369 197.9734073
3.25 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925
风机风量 校核气温差
换热量的计算 风侧换热量
X-4-36-12-70
100.8 44.6 -0.5572
203 0.010609833 43.33332384 0.935028419 0.938600879
1325.4 3897.708063
0.0034 0.0001
393 0.004851703 1.60066E-05 0.048608381 17.55122173 58.27436728 -23747.64186
冷凝器计算
冷凝器(t k=40,t o=2）换热计算1.设计参数： Q k =SRF-120 压缩机W制冷剂： R22冷却介质： H2O冷凝温度： t k =40℃进水温度： t1 =30℃出水温度： t2 =35℃水侧污垢系数：γo =0.000086m2K/W 2.换热管参数：2.1换热管管内参数：内径： di =0.01348m 2.2换热管管外参数：坯管外径： do = d m =0.01588m 换热管光管段长度： l z = 2×0.050.1m 翅片外径： D w =0.01588m 翅片根径： D g =0.01418m 翅片高： h =0.00085m 翅片间隙： S =0.0004m 翅片距： P =0.00085m 翅片间当量直径： de = 4sh/(2h+s) =0.0006476m 传热面积系数：ηc =0.8单位管长外表面积： F ol = ηc[π(D w2-D g2)/2+πD g·S]/P =0.09232㎡/m 2.3拟取冷凝器参数：冷凝管根数： n n =113根过冷管根数： n g =0根管程数： Z =2程有效管长： l =2m 垂线上的平均管子数：N cg =9根似取冷凝面积（内表面） F in = n n×π×d i×l =9.57079923.水在定性温度下的物性值：定性温度： t m = (t1+t2)/2 =32.5定压比热： C p =4179J/kg·K 密度：ρw =994.9kg/m3动力粘度：μ =7.62E-04Pa·S 普兰德准数： P rw = 5.15导热系数：λ =0.6248w/mK 4.制冷剂在定性温度下的物性值：定性温度： t mf = t k =40℃导热系数：λf =0.0772W/mK 运动粘度：υf = 1.94E-07㎡/s 表面张力：σf = 5.80E-04㎏/m 密度：ρf =1133㎏/m3冷凝潜热： h fg =166220J/㎏普兰德准数： Pr f = 3.745.管内水侧给热系数：5.1冷却水流量： V = Q k/[C pρw(t2-t1)] =0m3/s0m3/h 5.2管内水速：ω= 4·Z·V/[(n n+n g)πd i2] =0m/s 5.3雷诺数： Re w = d iωρw/μ =05.4水侧给热系数：αi =0.023(λ/di)Re w0.8P rw0.4) =0w/㎡K6.管外制冷剂的给热系数：6.1毛细作用系数：βc =1－4{σf／[ρf ·(D g+h)de]}0.5／π=0.70800876.2单位面积热负荷：q = Q k/(n n·π·d o·l·ηc) =06.3雷诺数：Ref = 4qd m P/[ρfυf · h fg(2h+S)] =06.4伽利略准数：G a = gF ol3/υf2 = 2.051E+116.5表面张力作用系数：βσ= σf（1/0.0001+2/S)/(h·ρf) =9.03379896.6管外给热系数：6.6.1各种系数：①Co = 0.193βc0.5Re f-0.32Pr f0.31βσ0.15G a0.1(0.013/S)2000S =#DIV/0!②不凝气体影响系数；设不凝气体含量为： A =0.012η1 = EXP(-15.6×A) =0.8292779③制冷剂含油影响系数：设含油量为：B =0.01η2 = [EXP(-8.5×B)]0.8 =0.9342605④管束效应系数：η3 = N cg-0.25 =0.57735036.6.2管外给热系数：αo = η1η2η3C o(λf3·g/υf2)1/3 =#DIV/0!W/㎡K7.总传热系数：（按内表面计算）K i = A[1/αi+d i/(d mαo)+γo]-1 =#DIV/0!8.对数平均温差：Δt m = (t2-t1)/ln[(t k-t1)/(t k-t2)] =7.21347529.传热面积（内表面）：F i' = Q k/(Δt m K i) =#DIV/0!取5%的面积裕量,则 F i =1.05F i' =#DIV/0!10.校核：F in/F i =#DIV/0!∵ 1≤F in/F i≤1.05 ∴计算合格。
翅片蒸发器计算表格
翅片蒸发器计算表格已知条件进口空气干球温度20℃进口空气湿球温度15℃R22蒸发温度8℃出口空气干球温度12℃3大气压力101.32Pa对数温差7.281913813制冷量17800W(1)结构参数直径9.52mm 紫铜管，正三角形叉排厚度0.28mm翅片厚0.13mm铝平直套片翅片热导率237W/(m*K)翅片间距 2.13mm垂直流动方向管间距25mm管排数2迎面风速 2.5m/s(2)几何参数管外径9.78mm内径8.96mm沿气流流动方向管间距21.65063509mm沿气流方向肋片长度86.60254038mm管外肋片面积0.437693709m^2/m肋间管外表面积0.028849555m^2/m铝箔导热率204管外总表面积0.466543264m^2/m每米管长内表面面积0.02814867m^2/m每米管外光管面积0.030724776肋化系数β16.57425593m^2/m当量直径d 3.535423926mm最窄流通面与迎风面之比0.571643192翅片蒸发器计算表格(3)空气流经蒸发器状态变化过程进风焓值44kj/kg进风含湿量10g/kg设计风量3827m^3/h进入空气比体积0.831536814m^3/kg空气质量流量4602.321792kg/h进出风焓差值13.92340712kj/kg出风焓值30.07659288kj/kg空气平均温度16℃露点温度查焓湿图析湿系数 1.731767055平均温度下空气密度 1.1984kg/m^3比定压热容 1.005KJ/(kg.K)普朗特数0.7046运动粘度0.0000157m^2/s在最上面输入，改数值(4)计算空气测传热系数选取蒸发器迎风面风速 1.25m/s蒸发器高度0.9m垂直气流方向管列数35.5取整数单管有效长度0.944938272m最窄面风速 2.186678712m/s雷诺数1362.1476314叉排时j0.023352827当N=4～8时均使用该式1.0217200831.178233384为方便计算B57，而单独计算-1.2140.812899479当N<4时，j N0.0189835010.791823571为方便计算B59，而单独计算传热系数63.13943854W/(m2*℃)ρ 2.556237219ρ` 2.716150904h`16.78395584mmm90.80783728m-1肋片效率0.596682148空气侧当量表面传热系数72.44997086W/(m2*℃)(4)计算冷媒管内传热系数在蒸发温度下冷媒物性液体普朗特数查表汽化热198Kj/Kg液体的动力粘度查表Pa.s液体的导热率查表W/(m.K)饱和液体的密度查表kg/m3饱和蒸汽的密度查表kg/m3压缩机出口h1407Kj/Kgh2274Kj/Kg蒸发器冷媒进口干度0.328282828平均干度0.164141414制冷剂质量流量481.8045113kg/h梅根管子有效流通面积 6.3053E-05m2假设蒸发器总传热系数40W/(m2*℃)外表面面积为基准的热流密度291.2765525W/m内表面面积为基准的热流密度4827.692129W/m假设管内质量流速200kg/(m2.s)130～220范围为计算F7w/(m.k) m2/m。
翅片式换热器的设计及计算
制冷剂系统翅片式换热器设计及计算制冷剂系统的换热器的传热系数可以通过一系列实验关联式计算而得，这是因为在这类换热器中存在气液两相共存的换热过程，所以比较复杂，现在多用实验关联式进行计算。
之前的传热研究多对于之前常用的制冷剂，如R12，R22，R717，R134a等，而对于R404A和R410A的，现在还比较少。
按照传热过程，换热器传热量的计算公式为：Q=KoFΔtm (W)Q—单位传热量，WKo—传热系数，W/（m2.C）F—传热面积，m2Δtm—对数平均温差，CΔtmax—冷热流体间温差最大值，对于蒸发器，是入口空气温度—蒸发温度，对于冷凝器，是冷凝温度—入口空气温度。
Δtmin—冷热流体间温差最小值，对于蒸发器，是出口空气温度—蒸发温度，对于冷凝器，是冷凝温度—出口空气温度。
传热系数K值的计算公式为：K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）但换热器中用的都是圆管，而且现在都会带有肋片（无论是翅片式还是壳管式），换热器表面会有污垢，引入污垢系数，对于蒸发器还有析湿系数，在设计计算时，一般以换热器外表面为基准计算传热，所以对于翅片式蒸发器表述为：Kof--以外表面为计算基准的传热系数，W/（m2.C）αi—管内侧换热系数，W/（m2.C）γi—管内侧污垢系数，m2.C/kWδ，δu—管壁厚度，霜层或水膜厚度，mλ，λu—铜管，霜或水导热率，W/m.Cξ，ξτ—析湿系数，考虑霜或水膜使空气阻力增加系数，0.8-0.9（空调用亲水铝泊时可取1）αof—管外侧换热系数，W/（m2.C）Fof—外表面积，m2Fi—内表面积，m2Fr—铜管外表面积，m2Ff—肋片表面积，m2ηf—肋片效率，公式分析：从收集的数据（见后表）及计算的结果来看，空调工况的光滑铜管内侧换热系数在2000-4000 W/（m2.C）（R22取前段，R134a取后段，实验结果表明，R134a的换热性能比R22高)之间。
因为现在蒸发器多使用内螺纹管，因此还需乘以一个增强因子1.6-1.9。
翅片式冷凝器计算表
25 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
25 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 制冷量Q0 kw 按设计任务书 m 海拔高度H 按设计任务书 101325*(1-0.0065H/288.2)**(9.81/0.0065/287) Pa 大气压力B 按标准工况（干球35℃湿球24 ℃) 空气相对湿度φ ％ 环境温度Ta 按标准工况（干球35℃湿球24 ℃) ℃ 冷凝温度Tc 与Ta有关 ℃ 过冷温度Tsc 与Tc及冷凝条件有关 ℃ 蒸发温度Te 与回风干球温度及换热型式有关 ℃ 吸汽温度Ts 含蒸发器、管道及汽分、压缩机的过热 ℃ Mpa 冷凝压力Pc 查压焓图表 (0.1~0.15)*Pc Mpa 冷凝压力损失Δ Pc Mpa 蒸发压力Pe 查压焓图表 (0.03~0.05)*Pe Mpa 蒸发压力损失Δ pe 点1焓值H1 查压焓图表(15) kj/kg 点2焓值H2 查压焓图表(91) kj/kg 点3焓值H3 查压焓图表(50) kj/kg 点4焓值H4 查压焓图表(50) kj/kg 点5焓值H5 查压焓图表(47) kj/kg 点6焓值H6 查压焓图表(5) kj/kg 点7焓值H7 查压焓图表(10) kj/kg 冷凝过热负荷qk1 H2-H3 kj/kg 冷凝饱和负荷qk2 H3-H4 kj/kg H4-H5 冷凝过冷负荷qk3 kj/kg H2-H5 冷凝总负荷qk kj/kg H1-H5 蒸发器总负荷qe kj/kg Q0/qe 制冷剂质量流量MR kg/s kw 冷凝总负荷Qc qk*MR 1.1*(Qc-Q0) kw 压缩机电机功率 Ta 进风温度Tai ℃ 进出风温差Δ Ta 可优化变量 ℃ Tai+Δ Ta 出风温度Tao ℃ 进出风平均温度Tam (Tao+Tai)/2 ℃ f(t) Pa 水蒸汽分压力Ps 3 干空气密度ρ a B/287.1/(Ta1+273)-0.001319φ kg/m Ps/(Ta1+273) -2 0.9 w/m.k 空气导热系数λ a 2.58x10 [(Tam+273)/288] -5 0.75 kg/m.s 空气动力粘度μ a 1.82x10 [(Tam+273)/288] 2 μa/ρa 空气运动粘度ν a m /s 0.05 KJ/kg.k 空气定压比热Cpa 1005[(Tam+273)/288] 二、翅片管参数计算 mm 铜管直径do mm 铜管壁厚δ p 0、35--0.5 w/m.k 铜导热系数λ cu 查资料 0.12--0.15 mm 铝箔厚度δ f w/m.k 铝箔导热系数λ f 查资料 mm 管中心距S1 mm 管中心距S2 mm 片距E 可优化变量 2 每米管翅片外表面积ff 2(S1*S2-π /4*(do+2*δ f) /E m2/m 每米管翅片间的管表面积 πf *(do+2* δ f)(1-δ f/E) m2/m b 2 每米管长总外表面积ft ff+fb m /m 2 每米管长平均直径处的表面积 π *dm*1 fm 或（fo-fi)/ln(fo/fi) m /m 2 每米管的内表面积fi π *(do-2*δ f)*0.001 m /m ft/fi 翅化系数β 无量纲 (S1-do-2*δ f)(E-δ f)/S1/E 净面比ε 无量纲 当量直径deg 2(S1-do-2*δ f)(E-δ f)/[(S1-do-2* δ f)+(E-δ f)] m 2 2 0.5 mm 六边形长对边距离L ((S1/2) +S2 ) mm 六边形短对边距离B S1 0.5 翅片参数ρ ' 无量纲 1.27B/(do+2δ f)(L/B-0.3) (do+2δ f)/2(ρ '-1)(1+0.35lnρ ')m 翅片相当高度h' 0.5 -1 翅片参数m (2α a/λ f/δ f) m 翅片效率η f th(mh)/mh 无量纲 表面效率η s 1-ff/ft(1-η f) 无量纲 三、室外冷凝器传热计算 第 1 页 25.xls
翅片换热器计算
kW kW kW
计算水侧换热系数 水侧流速 m/s 雷诺数 努谢尔数
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水侧对流换热系数 W/(m2.k) 计算气侧对流换热系数 最窄截面质量流速 kg/m2.s 当量直径 m 雷诺数 努谢尔数 气侧对流换热系数 W/(m2.k) 计算总传热系数 空气侧污垢系数 (m2.k)/W 水侧污垢系数 (m2.k)/W 计算翅片热阻 单管单矩形片平均面积m2 等面积圆管翅片外径m 等面积圆管翅片外半径m 等面积圆管翅片根半径m 翅片厚度的一半m 等面积圆管翅片高度m 翅片纵截面积m2 形状系数 （mH） 等面积圆翅片管翅片效率 圆翅片管光滑部分面积 翅片热阻 (m2.k)/W 单位管子对数平均面积m2/m 单位管子内面积m2/m 单位管子外面积m2/m 单位管子外内面积比
翅片换热器计算
设计参数 进压缩机状态 介质 流量 进口压力 进口温度 出口温度 允许压差 程数 相对湿度 kg/h MPa ℃ ℃ Mpa 热 一级 AIR 84691 0.17 101 45 0.006 1 0.8 二级 AIR 84691 0.263 101 45 0.005 1 0.8 三级 AIR 84691 0.405 98 45 0.004 1 1 冷 冷却水 WATER 0.4 32 40 0.5 2
576 576 540 288 288 270 748 748 748 838 838 788 3.348048 3.348048 3.348048 0.167744 0.167744 0.133248 2.252466432 2.252466432 1.789254144 1.095581568 1.095581568 1.558793856 0.327229947 0.327229947 0.465582888 32.28 32.28 24.21 1733.9 1733.9 1625.6 393 393 393 0.1159 7 0.90478 0.1159 7 0.90478 0.1212 6.625 0.90483
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25 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 kw 制冷量Q0 按设计任务书 m 海拔高度H 按设计任务书 101325*(1-0.0065H/288.2)**(9.81/0.0065/287) Pa 大气压力B 按标准工况（干球35℃湿球24 ℃) 空气相对湿度φ ％ 环境温度Ta 按标准工况（干球35℃湿球24 ℃) ℃ 冷凝温度Tc 与Ta有关 ℃ 过冷温度Tsc 与Tc及冷凝条件有关 ℃ 蒸发温度Te 与回风干球温度及换热型式有关 ℃ 吸汽温度Ts 含蒸发器、管道及汽分、压缩机的过热 ℃ Mpa 冷凝压力Pc 查压焓图表 (0.1~0.15)*Pc Mpa 冷凝压力损失Δ Pc Mpa 蒸发压力Pe 查压焓图表 (0.03~0.05)*Pe Mpa 蒸发压力损失Δ pe 点1焓值H1 查压焓图表(15) kj/kg 点2焓值H2 查压焓图表(91) kj/kg 点3焓值H3 查压焓图表(50) kj/kg 点4焓值H4 查压焓图表(50) kj/kg 点5焓值H5 查压焓图表(47) kj/kg 点6焓值H6 查压焓图表(5) kj/kg 点7焓值H7 查压焓图表(10) kj/kg H2-H3 冷凝过热负荷qk1 kj/kg H3-H4 冷凝饱和负荷qk2 kj/kg H4-H5 冷凝过冷负荷qk3 kj/kg H2-H5 冷凝总负荷qk kj/kg H1-H5 蒸发器总负荷qe kj/kg Q0/qe kg/s 制冷剂质量流量MR kw 冷凝总负荷Qc qk*MR kw 1.1*(Qc-Q0) 压缩机电机功率 Ta 进风温度Tai ℃ 进出风温差Δ Ta 可优化变量 ℃ Tai+Δ Ta 出风温度Tao ℃ 进出风平均温度Tam (Tao+Tai)/2 ℃ f(t) Pa 水蒸汽分压力Ps 3 干空气密度ρ a B/287.1/(Ta1+273)-0.001319 φkg/m Ps/(Ta1+273) -2 0.9 w/m.k 空气导热系数λ a 2.58x10 [(Tam+273)/288] 空气动力粘度μ a 1.82x10-5[(Tam+273)/288]0.75 kg/m.s μa/ρa 空气运动粘度ν a m2/s 0.05 KJ/kg.k 空气定压比热Cpa 1005[(Tam+273)/288] 二、翅片管参数计算 mm 铜管直径do mm 铜管壁厚δ p 0、35--0.5 w/m.k 铜导热系数λ cu 查资料 0.12--0.15 mm 铝箔厚度δ f w/m.k 铝箔导热系数λ f 查资料 mm 管中心距S1 mm 管中心距S2 mm 片距E 可优化变量 每米管翅片外表面积ff 2(S1*S2-π /4*(do+2*δ f)2/E m2/m 每米管翅片间的管表面积 πf *(do+2* δ f)(1-δ f/E) m2/m b 每米管长总外表面积ft ff+fb m2/m 每米管长平均直径处的表面积 π *dm*1 fm 或（fo-fi)/ln(fo/fi) m2/m 每米管的内表面积fi π *(do-2*δ f)*0.001 m2/m f /fi 翅化系数β 无量纲 t (S1-do-2*δ f)(E-δ f)/S1/E 净面比ε 无量纲 m 当量直径deg 2(S1-do-2*δ f)(E-δ f)/[(S1-do-2* δ f)+(E-δ f)] mm 六边形长对边距离L ((S1/2)2+S22)0.5 mm 六边形短对边距离B S1 翅片参数ρ ' 1.27B/(do+2δ f)(L/B-0.3)0.5 无量纲 (do+2δ f)/2(ρ '-1)(1+0.35lnρ ')m 翅片相当高度h' 翅片参数m (2α a/λ f/δ f)0.5 m-1 th(mh)/mh 翅片效率η f 无量纲 表面效率η s 1-ff/ft(1-η f) 无量纲 三、室外冷凝器传热计算 空气流量Va Qc/[ρ a*Cpa*(Tao-Tai)] m3/h 第 1 页 25.xls