翅片式冷凝器计算表
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。
翅片式冷凝器、蒸发器 标准
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━翅片式冷凝器、蒸发器/丝管式冷凝器技术、检验标准2006-9 发布2006-9 实施━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━翅片式冷凝器、蒸发器━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━1. 范围本标准规定了冰箱、冷柜等家用电器用翅片冷凝器、翅片蒸发器（以下简称冷凝器、蒸发器）产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等本标准适用于我厂生产的冰箱、冷柜用两器产品。
2. 引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括堪误的内容）或修订版不适用于本标准，然后，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB/T 3880 铝及铝合金轧制板材QB/HZ11-03 连续热镀锌钢板和钢带验收标准QB/HZ11-06 不锈钢板验收技术要求QB/HZ11-04 拉制紫铜管QB/HZ11-02 蒸发器、冷凝器翅片用普通铝箔3. 产品型号及表示方法L C ─□□□□主机厂冰箱、冷柜产器型号。
名称代号：若为蒸发器则将L改为Z，其中L表示冷凝器、Z表示蒸发器、C表示翅片式。
4. 技术要求4.1 冷凝器、蒸发器应符合本标准规定，并按规定程序批准的图样和技术文件进行制造，其余事宜按双方技术协议确定。
4.2 外观要求4.2.1 翅片应整齐、平直、间距均匀，不许有裂纹、松动。
4.2.2 翅片卷边数量不得超过3片。
4.2.3 冷凝器、蒸发器传热管弯曲部位无明显皱折，弯曲变化应圆滑，扁平率大于85%。
注：扁平率=（最小直径/公称直径）×100%4.2.4 冷凝器、蒸发器翅片孔翻边应无明显开裂。
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。
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
翅片管式热交换器的ε-NTU法换热量计算公式以及在空调机开发中的应用
代 汁 ＂ ：
． ｛ Ｋ ·△ ，
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去 ＋ ＋ ｔ＋ １ ｍ０＋ 鲁 ｔ
７７
Ａｒｔｉｃｌｅｓ
论文
为了吏简单地表 示，人们引入传 热单元数ＮＴＵ这个无
（５）
量 纲 量。 Ⅳ７＇ 。 ／（Ｇ ·Ｃｐａ）
（９）
根据计算式 （１）、（２）、（３）的中的任何一个计算式 ，
一 ）
（２）
（３）迥ｊ＝＝Ｊ： 的热迎过 （ 自 韬 ９Ｉ、ｆ ｇ｛！ｂｌ 攮 ｉ：）
” 咎 ， ＝（）．０９５ｍｍ、 ¨”７１｛ｒ） ＝１．５ｒａｍ、Ｎ ” ”数 ５６５：
翘 ＂翻 “ （ ＝（ ·ｄ ＋ ·Ｉ，＝１０ １８６ｍｎｌ： 翘 ” ，Ｊ，＝Ⅳ，Ｓｓ＝５０８ｎｌ ｌｌｌ：
ＮＴＵ的物理 意义为流体总热导和流体热容量 之比。将
均可 以进行热交换器的热交换量计算。根据能量守恒 定律， 式 （９）代入式 （８），得到：
在稳 定时，该三个计算 式得 到的Ｑ、Ｑ 是相等的。因此 ，如
ｓ ＝ｌ—ｅｘｐ［－ＮＴＵ】
（１Ｏ）
果入口制冷剂状态 、 ，入 Ｉ ＳＩ空气温度 ，以及制冷剂流
Ａｒｔｉｃｌｅｓ
论 文
翅 片 管 式 热 交 换 器 的 ￡一ＮＴＵ法 换 热 量 计算 公 式 以及 在 空 调 机 开发 中 的 应 用
Ｃ ａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍ ｕｌａｓ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｆｉｎ·ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｂｙ ￣；－ＮＴＵ ｍ ｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ
（１）圳冷剂侧换热 １｝ｉ，Ｊ’以Ｉ｛ｌ Ｆ￣－Ｇ５ｆ ：
翅片式冷凝器计算表
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
风冷冷凝器设计计算
数值 7.00
数值 8.00
数值 5.50
数值 6.00
数值 4.80
8.40 9.60 6.60 7.20 5.76
7224 8.708256 9.9056 Nhomakorabea6 6.90
6192 7.50
4954 6.06
7483 48
8515 48
5935 48
6451 48
5212 48
7
7
7
7
7
45
45
45
4 39.2
4 39.2
13.09 10.40 3.22 10.71 3.49
52.29 49.60 42.42 49.91 42.69
29 最大风速
vair Vc L H W dto tt dti pp
r N tf fp Uz Umax
kJ/(kg.K) m3/kg m3/h mm mm mm mm mm mm mm mm
mm mm m/s m/s
30
A
31 外表面放热系数
αa
32 冷凝侧放热系数
αR
33 翅片单侧表面积
f
34 每米管长翅片数
tci tcRH tcO CP
单位 kW kW kcal/h kW kcal/h ℃ ℃ ℃ ℃
kJ/kg
kJ/kg kg/s kg/h ℃ ℃ ℃ kcal/(kg.℃)
14 空气比容
15 冷凝风量 16 冷凝器长度 17 冷凝器高度 18 冷凝器宽度 19 换热铜管外径
20 换热铜管壁厚
21 换热铜管内径 22 管间距 23 排距 24 排数 25 单排管数 26 波纹片厚度 27 片距 28 迎面风速
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
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。
(完整版)冷凝器 蒸发器设计计算
807.0849717
2.5 77.16805488 77
总根数NZ 2 154 4 308 6 462 8 616
见图
有效单管长l/m 壳内径Di/m 5.240811505 0.309745454 2.620405752 0.438046222 1.746937168 0.536494864 1.310202876 0.619490908
1507.583893 0.000086 0.0001167 481.3294097
所需传热面积 设计面积 误差 满足要求
99.05595573 112.18 0.132491218
2.8载冷剂侧阻力计算 阻力系数ε 冷却水侧阻力Δp /pa
0.028816798 105864.0904
2.9连接管管径计算
设进出水接管水流速W /m/s 1
进出水水管内径di /m
0.144451521
选取无缝钢管
Φ159mm*4.5mm
蒸发器进口R22体积流量 m3/s 0.005552
长径比l/Di 7.842918514 2.772890433 1.509370372 0.980364814
长径比l/Di 16.91973662 5.98203025 3.256204831 2.114967078
3190.12θ0^(0.25)
3190.12θ0^(0.25)
1308*(7.21-θ 0)
q0 5365.117596 5762.67012 6151.275524 6189.681087 6247.141056
q0 6814.68 6553.08 6291.48 6265.32 6226.08
取q0 所需面积Aof
翅片管换热器设计计算
0.2000
涨管后增 量，0.1*2
胀管及套 7.4000 片后管外
径 胀管及套 6.7200 片后管内 径 每米管长 0.2717 翅片表面 积
每米管长
0.0205
翅片间基 管外表面
积
每米管长
0.2922 总外表面
积
0.0211
每米管长 内表面积
每米管长
0.0222 的平均面
积
13.8481 肋化系数
换热器总 外表面积L
2.1257 迎面风速
5.4333
最小截面 流速
沿气流方 41.0000 向的肋片
长度
2.3382 当量直径
17.5346 长径比
730.1311
空气雷诺 数Re
查《小型制冷装 置设计指导》表 3-18、3-19，用 插入法得
空气流过平套片 管的叉排管簇时 空气侧换热系 数：
91.4674
(s1 db )(s f f ) (20.5 7.4)(1.6 0.1) 0.5
s1s f
20.51.6
qv
f
C pf
Qk (ta2
t a1 )
wg
Va HB
wmax wg /
L ns2 25.4mm
d eq
2(s1 db )(s f s1 db s f
f f
)
2 (20.5 7.4) (1.6 0.1) 20.5 7.4 1.6 0.1
L
肋片/当量直
径
d eq
Ref
wamx d eq
f
of
c
a
de
Renf
(L d eq
)m
1.1
m 2a0 f f
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。
冷凝器设计计算
冷凝器换热计算第一部分：设计计算一、 设计计算流程图二、 设计计算（以HLR45S 为例）1、已知参数换热参数：冷凝负荷：Q k =61000W 冷凝温度：t k =50℃ 环境风温度：t a1=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：S 1＝25.4mm 铜管竖直方向间距：S 2＝22mm 紫铜光管外径：d 0＝9.52mm 铜管厚度：δt ＝0.35mm 翅片厚度：δf ＝0.115mm 翅片间距：S f ＝1.8mm 冷凝器尺寸参数排数：N C ＝3排 每排管数：N B ＝52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：f b d d δ20+=＝ 9.75 mm 铜管内径：t i d d δ-=0＝8.82 mm当量直径：)()(2))((4411f f b f f b eq S d S S d S U Ad δδ-+---==＝3.04 mm 单位长度翅片面积：322110/)4(2－⨯-=f b f S d S S f π＝0.537 m 2/m单位长度翅片间管外表面积：310/)(－⨯-=f f f b b s S d f δπ＝0.0286 m 2/m 单位长度翅片管总面积：b f t f f f +=＝0.56666 m 2/m 翅片管肋化系数：it i t d ff f πβ==＝20.46 2）空气侧换热系数迎面风速假定：f w ＝2.6 m/s最窄截面处风速：))(/(11max b f f f f d S S w S S w --=δ＝4.5 m/s 冷凝器空气入口温度为：t a1＝35℃ 取出冷凝器时的温度为：t a2＝43℃确定空气物性的温度为：2/)(21a a m t t t +=＝39℃ 在tm ＝39℃下，空气热物性：v f =17.5×10－6m 2/s ，λf =0.0264W/mK ，ρf =1.0955kg/m 3，C Pa ＝1.103kJ/(kg*℃) 空气侧的雷诺数：f eq f v d w /Re max = =783.7由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气侧换热系数meq eq nf f O d d C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=γλαRe '=50.3 W/m 2K 其中：362)(103)(000425.0)(02315.0518.0eqeqeqd d d A γγγ-⨯-+-=＝0.1852⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-=1000Re 24.036.1f A C ＝0.217 eqd n γ0066.045.0+=＝0.59311000Re 08.028.0f m +-=＝-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)'o o αα=×1.1×1.2＝66.41 W/m 2K对于叉排翅片管簇：fd s 1=ρ＝25.4/9.75=2.6051 3.027.121'-=l l ρρ=2.7681 式中：21,l l 为正六边形对比距离，21l l =翅片当量高度：)'ln 35.01)(1'(5.0'ρρ+-=f d h ＝0.01169 mδλαa om 2==75.4 m -1翅片效率：')'(mh mh tgh f =η ＝0.802 表面效率：)1(1f tf s f f ηη--=＝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=0.683，25.0sm r B ，如下表：取管内壁温度为：t w =46.5℃， 冷凝温度：t k =50℃冷媒定性温度：2/)(k w m t t t +=t m =48.25℃ 插值得：25.0s r ＝19.877，m B ＝67.68 因而：4/125.0)(1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w k i m s i t t d B Cr α＝2998×(t k －t w ) －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-t w ) －0.25×3.14d i （50-t w ）=0.812×66.4×0.56666×（t w -35） 解方程可得：t w =46.3℃，与假设的46.5℃接近，可不必重算。
翅片横式煤气冷却冷凝器
“ 焦化 产理化 常数 ” 资料 查 实 的数据 ，经模 拟 初 炼
１２ 原煤 气初 冷器结 构 如表 １ 示 。 ． 所
表 １
外 形 尺 寸
冷器 计 算 可 知 ，煤 气 侧 膜 传 热 系 数 Ｏ ｔ 。为 ３ ２
Ｗ／ １ ・ ） （ Ｉ ℃ ，管 程 流 体 膜 传 热 系 数 Ｏ Ｔ ｔ ｉ为 ３２ ８ Ｗ／ Ｉ ・ ， （Ｉ ｏ 总传 热系数 Ｋ 仅 为２ ． Ｗ／ ｍ ・ 。 Ｔ Ｃ） 值 ８８ （ ｏ Ｃ） 由 １Ｋ＝１ｏ ＋１ ＋∑Ｒ 的计 算 式 ，可 知 影 响 ／ ／ｌ ／ 。 ； 值 的主要 因 素 在 管 外 侧 的 传 热 系 数 。 因此 ，提 。
热 效率 高、 阻力损 失 小、使 用寿命 长 ，节 能 型 的 闭 式 气相 冷却 冷 凝 器 ，它是 更 新 荒 煤
气冷 却冷凝 器的较佳 选择 。 关 键词 １ 项 目背景 煤 气冷却 冷凝 器 高效换热 管 优 化 设计
１３ 改造前 的 焦炉 煤 气初 冷器 结 构 及 过程 示 意如 ．
３ １ 荒煤气混合物在不 同温度段的气态 、液态的 ． 热工特性 曲线 及计算 汇 总如 图 ３所示 。
热 工 参 数 （只／ Ｊｋ ・ ｋ ・ｇ Ｋ
Ｐ ／ ｇ・ 、 ｋ ｍ
ｐ ／ ｇ・ｍ ｋ
“ｖ ｃ ／ ｐ
Ａ ／ ・ｌ℃ 。 ｗ Ｉ ・ ｌ Ｎ／ｙ ｃ ： ￣ｄ ｎ・ ｍ
原 煤 气初 冷 器结构
９５ Ｈ）× ． ｍ（ ）× ｍ（ ） ． ｍ（ ２６ Ｗ ６ Ｌ
２ Ｏ １ Ｈ ｍ ０
～
冷 却 面 积
冷却器重量 湿荒煤气处理 能力 湿荒煤气进 口温度 ／ 口温度 出 阻力降 最大冷却热负荷 冷却水耗量 ，进水温度 ＜３ ℃ ２
风冷机组冷凝器计算
G-25W 1.600 0.100 22.000 25.400
GR-32W 1.600 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.600 0.029 0.629 0.590 23.600 14.856
G-32W 1.800 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.533 0.030 0.563 0.761 15.220 8.569
铝箔 GL323铝箔 铝箔 铝箔 普通铝箔 1200,H26 普通铝箔 1200,H26 普通铝箔 1200,H26 普通铝箔 1200,H26 1200,H2 普通铝箔 普通铝箔 ,0.1× ,0.1x535 ,0.1x535 ,0.1x535 6,0.1x5 535 35
1.800 1.800 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 2.100 2.100
GR-50W 1.400 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.686 0.029 0.715 0.770 20.020 14.312
G-50 1.400 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.686 0.029 0.715 0.770 20.020 14.312
GR-70W 1.600 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.600 0.029 0.629 0.751 39.052 24.582
G-70W 1.600 0.100 22.000 25.400 9.520 10.020 0.600 0.029 0.629 0.751 39.052 24.582
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
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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 92 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
3 空气流量Va Qc/[ρ a*Cpa*(Tao-Tai)] m /h 迎气流方向排数Nd 可优化变量 排 m 沿气流方向翅片长度b S2*Nd m/s 设迎面风速ω a 可优化变量 最窄面风速ω max m/s ω a/ε ω max*deg*/νa 雷诺数Rea 无量纲 b/deg 系数X 无量纲 2 3 系数Ψ 无量纲 0.518-0.02315*X+0.000425X -3E-6X 系数C 无量纲 0.45+0.0066X 系数n 无量纲 -0.28+0.08Rea/1000 系数m 无量纲 n m 2 外表面换热系数α a 1.1*1.2*1.1*Cλ a/degRea X w/m k 设内壁温为Tw(饱和) 小于Tc ℃ (Tw+Tc)/2 定性温度(饱和) ℃ 30--20.513,40--20.192,50--19.811 系数Rs 30--75.81,40--71.65,50--66.84 系数Bm -0.25 2 管内侧换热系数α i 0.683Rs*Bm[(Tc-Tw)di] w/m k 0.75 方程系数X 0.683π RsBmdi /(η sftα a) 0.75 热平衡方程求Tw ℃ X*(Tc-Tw) =Tw-Tao 分析Tw估算值精度 否则重新计算(<0.04) 2 -1 外表面总传热系数Ko [(1/α i+ri)β +δ p/λ pft/fm+ro+1/( w/m η sαk o)] (Tao-Tai)/ln[(Tc-Tai)/(Tc-Tao)]℃ 平均传热温差Δ Tm 2 总传热面积Fo Qc/(KoΔ Tm) m Fo/ft m 所需管长Lt 冷凝器块数 块 设高度方向管排数Nh 据冷凝器的结构确定 排 Lt/(NhNd)/n m 换热器净宽度L Nh*S1 m 换热器净高度H Nd*S2 m 换热器净深度D 2 L*H 迎风面积Af m Va/Af/n m/s 实际迎面风速ω a 迎面风速ω a' % 分析ω a估算值精度 小于5％，否则重新计算 极限工况的校核 1.7 Pa 空气侧阻力计算Δ pa 1.2*1.1*9.81*0.0113*(b/deg)*(ρ aω max) 三、室内蒸发器传热计算 回风干球温度ta1 按标准工况 ℃ 回风湿球温度ts1 按标准工况 ℃ 回风空气相对湿度φ 按标准工况 ％ 回风空气比焓 kj/kg 回风空气含湿量 g/kg 3 回风空气送风量 m /h 设送风干球温度 15 ℃ 蒸发器出口处相对湿度 90% 蒸发器出口空气比焓 查表 kj/kg 送风湿球温度 查表 ℃ 蒸发器进出口焓差 kj/kg 空气平均温度tf (ta1+ta2)/2 ℃ 3 B/287.1/(Tf+273)-0.001319φ Ps/(T 干空气密度ρ a kg/m f+273) 0.05 J/kg.k 空气定压比热Cpa 1005[(Tam+273)/288] -5 0.75 kg/m.s 空气动力粘度μ a 1.82x10 [(Tam+273)/288] -2 0.9 w/m.k 空气导热系数λ a 2.58x10 [(Tam+273)/288] μa/ρa 空气运动粘度ν a m2/s