空冷冷凝器设计

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【论文】强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计

【关键字】论文【论文】强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计陈景锐【摘要】本文介绍了强制对流空气冷却式空调冷凝器的结构及特点，并详细论述了其设计过程，最后联系实践，制作出用于指导生产的工序指导卡。

【关键词】空调冷凝器、设计、工序指导卡引言：换热器是制冷空调系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。

因此,换热器的研究一直是制冷空调领域中一个非常活跃的研究方向。

本文以冷凝器为例，对强制对流空气冷却式空调换热器的设计进行了初步探讨。

一、概述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。

下面简要介绍一下各主要部分：1、U形弯传热管U形弯传热管俗称大U弯，其材料一般为紫铜。

为了减少金属材料消耗量及减少冷凝器重量，在强度允许的条件下，应尽量避免使用厚壁铜管。

U形弯传热管有光管和内螺纹管两种。

由于内螺纹管重量轻、成本不高，并且其内表面传热系数较光管要增加2~3倍1】。

因此，现在光管已基本上被内螺纹管代替了。

2、翅片除非客户特别要求，否则翅片的材料一般为铝。

它有平片、波纹片和冲缝片三种形式，并且这三种形式的表面传热系数也相差较大。

冷凝器设计

冷凝器设计1. 引言冷凝器是一种热传导设备，用于将气体或蒸气冷凝成液体。

它在许多领域中都有广泛的应用，如空调、冷藏设备、化工工艺等。

本文将从冷凝器的原理、设计方法和优化方案等方面进行介绍。

2. 冷凝器原理冷凝器的工作原理可以简单概括为将高温气体或蒸汽通过冷凝的方法将其冷却成液体。

冷凝器的主要功能是通过将热量传递给冷却介质，降低气体或蒸汽的温度，从而使其凝结为液体。

冷凝器的热传导过程主要包括对流传热和辐射传热。

对流传热是指通过冷却介质将热量从气体或蒸汽传递到冷凝器的壁面，而辐射传热是指通过辐射方式将热量传递。

3. 冷凝器设计方法3.1 冷凝器的类型常见的冷凝器类型主要包括管壳式冷凝器、管外冷凝器和冷凝器簇。

•管壳式冷凝器是将冷却介质和气体或蒸汽分开的一种结构，主要由壳体、管束和冷却介质组成。

•管外冷凝器是将冷却介质直接接触到气体或蒸汽的一种结构。

•冷凝器簇是多个冷凝器并联或串联连接在一起的一种结构。

3.2 冷凝器的设计参数冷凝器的设计参数包括冷凝器的换热面积、冷却介质的流速、冷凝温度差等。

根据不同的工况和要求，可以选择不同的设计参数。

3.3 冷凝器的换热计算换热计算是冷凝器设计的重要环节，主要包括冷却介质的传热系数和冷凝传热的计算。

•冷却介质的传热系数可以通过实验或流体力学计算得到。

•冷凝传热的计算可以通过传热方程和换热器表面积来进行。

4. 冷凝器优化方案在冷凝器设计过程中，为了提高冷凝效果和减小体积，可以采取一些优化措施。

4.1 改变冷凝器的结构通过改变冷凝器的结构，可以提高其换热效率。

例如采用多管道、螺旋管和多级蒸发器等结构。

4.2 优化冷却介质流动通过优化冷却介质的流动，如增加冷却介质的流速和改变流动方式，可以提高冷凝器的传热效果。

4.3 使用先进的材料选择合适的材料可以提高冷凝器的耐腐蚀性和传热性能。

5. 总结本文介绍了冷凝器的原理、设计方法和优化方案。

冷凝器设计涉及到多个方面的知识，需要综合考虑工况和要求，并根据实际情况进行优化。

冷凝器设计(百叶窗)

平均温差为：
Δtm= =11.13570406℃
管外面积：
A0f= =12.05809869㎡
所需的肋片总长度：
内表面传热系数：
αi= 2263.5 W/(㎡·K)
设计迎风风速：w=1.6m/s
实际迎风风速：
w=1.56m/s
主要结果
设计计算及说明
主要结果
L= =42.4413136m
冷凝器每列管数29根，总管数为58根，单管有效长度0.74m，总的有效管长为42.92m，裕度为1.13%。冷凝器高度0.6195m，实际迎风面积A=0.45843㎡，实际迎风风速w= =1.561380454m/s，与风速初取值1.6m/s接近，设计合理。
四、冷凝器设计计算
1．冷凝器的初步规划及有关参数选择
传热管选用Φ7mm×0.22mm的纯铜管。肋片选用百叶窗翅片（铝片），片厚δf=0.105×10-3m。管排方式采用叉排，正三角形排列，管间距s1=0.021m，
冷凝负荷：Qk=5.71kW
主要结果
设计计算及说明
主要结果
排间距s2=0.018187m，肋片节距sf=0.0026m，沿气流方向的管排数N=2，片宽L=0.036373m，百叶窗投影长度Lp=0.002m，百叶窗高度Lh=0.001m。
由设计条件及所查图表可对制冷循环进行热力计算。循环的各个热力状态计算如下：
主要结果
图1-1 R290压-焓循环图
表1-1图中各点对应的状态参数
状态点
参数
单位
数值
注释
0
p0
t0
h0
kPa
℃
kJ/kg
580.4
7
580.80
1
p1

空冷式冷凝器设计计算

空冷式冷凝器设计计算解：(1).有关温度参数及冷凝热负荷确定，有关温度的数值取冷凝温度k t =50℃，进口空气干球温度1a t =35℃，出口空气干球温度2a t =43℃，进出口空气温差1a t -2a t =8℃对数平均温差θm =2112lna k a k a a t t t t t t ---=10.5℃查的R134a 在k t =50℃，0t =5℃是的冷凝负荷系数Co=1.31 （2）.选择?10mm ×0.5mm 的紫铜管为传热管,选用的翅片厚度δf =0.15mm 的波纹形整张铝制套片。

取翅片节距S f =2mm ，迎风面上管中心距s 1=25mm ，管簇排列采用正三角形叉排。

每米管长各有关的传热面积分别为a f =2（s 1s 2-4πd b ）/S f =0.4579㎡/ma b =πd b （s f -δf ）/s f =0.0299㎡/mof a =a f +a b =0.4878㎡/ma i =πd i =0.0283㎡/m取当地大气压P B =98.07KPa ，有空气热物理性质表，在空气平均温度下t m =39℃条件下，c pa =1013J/（kg ·K ），νa=17.5×610-㎡/s ，空气密度取ρa=1.1095kg/m 3 冷凝器所需的空气体积流量q v =)t -(t C ρa1a2pa a kQ =0.73m 3/s选取迎面风俗w y =2.5m/s,则迎风面积Ay=yvw q =0.43㎡取冷凝器迎风面宽度即有效单管长l=0.93m ，则冷凝器的迎风面高度 H=1s Ay=0.462m 迎风面上管排数 N=211-s H =12排（3).进行传热计算，确定所需的传热面积of A ，翅片管总长L 及空气流通方向上的管排数n 采用整张波纹翅片及密翅距的叉排管蔟的空气侧传热系数由式（3-10)乘以1.1再乘以1.2计算预计冷凝器在空气流通方向上的管排数n=4，则翅片宽度 b=) δ()()δ)((21f 1-+---f b f b s d s s d s =0.0033m最窄截面风速max w =)δ)((f 11--f b fs d s s s =4.6m/s因为ed b=26.24 f Re =amax νed w =867.4查表3-18和3-19，求得Ψ=0.15，n=0.623，c=1.152，m=-0.211，则空气侧表面系数of α =m ef d bn )(Re d λc Ψe a ×1.1×1.2=62.06W/（㎡·K ）查表3-11，R134a 在k t=50℃的物性集合系数B=1424.9，氟利昂在管内凝结的表面传热系数由式（3-17）计算αki=)(1555.025.025.0t t dw k iB ---翅片相当高度由式3-15计算＇h =+-dsds d n oo c11ln 35.01)1(2=0.01m 取铝片热导率λ=203W/(m ·K) 由式3-14计算翅片参数m 即：δαλfof m 2==61.64由式3-13计算翅片效率ηf=hh m m th '')(=0.88表面效率由式3-12计算=ηoaa a a bfbff++η=0.892忽略个有关污垢热阻及接触热阻的影响，则t wi =t wo =t w ,将计算所得的有关各值代入3-20即)()(0t t a t t a m w of of w k i ki -=-ηαα经整理得)39(372.0)49(75.0-=-t t w w解上式的t w =44.2℃，则R134a 在管内的凝结表面传热系数==---)(125.025.0555.0t t d w k iB ki α2388*(50-t wi )-0.25=1654.5取管壁与翅片见接触热阻r b =0.004㎡·K/W 、空气侧尘埃垢层热阻r 0=0.0001。

空冷式冷凝器的设计(1)

换热器的分类随着科学技术的不断发展，换热器的种类也随着不同介质，不同压力，不同温度的要求随之增加，常见的一些具体分类如下：一、按传热原理分类可分为直接传热式换热器、蓄热式换热器、间壁传热式换热器、中间载体式换热器。

二、按结构分类可分为浮头式换热器、固定管板式换热器、填料函式换热器等。

三、按传热种类分类可分为无相变传热和有相变传热，一般分为冷凝器和重沸器。

管片式换热器一、基本结构管片式换热器的结构与管壳式换热器相似，但选择用翅片管来替代光管作为传热面，换热器由若干根翅片管组成，其主要元件就是翅片管。

根据传热原理，对流传热是指固体表面与流体接触时产生的传热现象，而安装翅片增大了传热面积，提高了换热效率。

二、工作特性管片式换热器常常应用在两侧流体的换热性能相差较大的场合，一般是用管外侧安装翅化表面来减小换热能力较差流体的换热热阻，可以使得整体换热效果得到增强。

管片式换热器的优点有1、结构紧凑、传热能力强、壳体直径或高度可减小，因此结构简单便于布置。

2、翅片管的传热面积比光管大2-10倍冷凝器的概述冷凝器是制冷系统的主要部件，它能够实现气体液体的互相转换，并排放热量。

冷凝器的工作过程是一个放热过程，在蒸发过程中，将蒸汽转变为液体的装置也称之为冷凝器。

设备原理气体通过一根很长的管子（一般是盘成螺线管），使热量散失到四周的空气中，铜类的金属导热性能强，通常用于输送蒸汽。

为了增加冷凝器的效率一般在管道上会额外增加热传导性能优异的散热片，加大散热面积，以此提高散热并通过使用风机来加快空气对流速度，将热量带走。

制冷剂的制冷原理是经压缩机将工质由低温低压的气体压缩成高温高压的气体，再经过冷凝器使其冷凝成中温高压的液体，再经过节流阀节流之后，使其转变成低温低压的液体。

低温低压的液态工质送入蒸发器，在蒸发器中液体吸热蒸发而变成低温低压的蒸汽，蒸汽再次送入压缩机内完成制冷循环。

根据冷却介质的种类，冷凝器主要可以分为空冷冷凝器和水冷冷凝器以及水和空气联合式冷凝器，在正常情况下，三种冷凝器都有很好的冷凝效果，但随着水资源的日渐短缺，空冷冷凝器得到了更多的重视，在化工、冶金、发电等很多不同行业都有着很多的应用。

冷凝器设计

冷凝器设计第一篇：冷凝器设计空气调节用制冷技术一、计算题目已知制冷量为60kW的R22制冷系统，蒸发温度t0=2℃；冷却水进口温度t1=32οC；传热管采用紫铜肋管，λf=384W/(m⋅K)，d0=13.124mm，di=11.11mm，肋片外径df=15.8mm，肋片厚度δt=0.232mm，δ0=0.368mm，平均肋片厚度δf=0.3mm，肋片节距e=1.025mm；试设计一台卧式壳管冷凝器。

二．计算流程框图三、计算源程序#include #include #define pi 3.141592653 //确定值 double p0=60000，t0=2，t1=32，xf=384，d0=13.124e-3，di=11.11e-3，df=15.8e-3，st=0.232e-3，s0=0.368e-3，sf=0.3e-3，e=1.025e-3，cp=4.2，f=1000;//假设值 double tw=5，//制冷量 //蒸发温度 //冷却水进口温度//肋管导热系数 //肋管外径 //肋管内径 //肋片外径 //肋片顶部厚度 //肋片底部厚度 //肋片平均厚度 //肋片节距 //水的质量热容 //水密度//假设的进出口温差tk=t1+10，//一般tk-t1=7~14,取10 g=1.22, //由t0与tk查图4-15得q0=1000，//假设的热流密度v=2.5，//管内水流速度n=2，//流程数b=1430+11*(t1+t1+tw)，//水的物性系数//由tk查物性表x1=0.062，//冷凝液的导热系数，f1=1243，//冷凝液的密度r1=128.58e3, //制冷剂的比潜热u1=0.239e-3，//冷凝液的动力黏度b1=x1*x1*x1*f1*f1*9.8*r1/u1，//制冷剂的物性系数Rfou=0.000086;//污垢热阻void main(){//1.计算肋管特性参数doubleAp=(pi*d0*(e-s0)+pi*df*st)/e, //肋管水平部分面积Af=pi*(df*df-d0*d0)/2/e, //肋管垂直部分面积Ai=pi*di，//肋管表面积A=Ap+Af，//肋管总表面积 t=A/Ai，//肋化系数 He=pi*(df*df-d0*d0)/4/df, //肋片当量高度 A1=pi*(d0+di)/2;//基管平均表面积//2.确定冷却水出口温度t2 double t2=t1+tw;//3.求冷凝器热负荷 double pk=g*p0;//4.计算平均传热温差double tm=(t2-t1)/log((tk-t1)/(tk-t2));//5.求冷却水的流量double Mw=pk/(cp*tw*1000);//6.计算热流密度double q1,i=1,m;for(;i>0.05;q0=q1){ //概算传热面积double Ac0=pk/q0;//每流程肋管数m=Mw/(pi*di*di*f*v/4);m=ceil(m);//管束总长double L=Ac0/(A*m);//肋管有效长度double l=L/n;//肋管总根数double N=n*m;//水侧换热系数double aw=b*pow(v,0.8)/pow(di,0.2);//水平光管外冷凝换热系数，公式4-1 double ac=0.65*pow(b1/q0/d0,1/3.0);//公式4-4 doublem1=sqrt(2*ac/xf/sf), l1=(df-d0)/2*(1+0.805*log(df/d0)/log(10));//肋片效率double nf=tanh(m1*l1)/(m1*l1);//肋片修正系数doubleef=(1.3*pow(nf,0.75)*Af/A*pow(d0/He,0.25)+Ap/A);//水平肋管外冷凝换热系数double acf=ef*ac;//水平肋管束外冷凝换热系数double acfz=pow(0.6*sqrt(N),-1/6.0)*acf;//传热系数double Kc=1/(1/acfz+0.001*A/A1/xf+(Rfou+1/aw)*A/Ai);//实际热流密度q1=Kc*tm;i=(q1-q0)/q1;if(i<0)i=-i;} //7.实际传热面积double Ac=pk/q1;//8.肋管有效长度double l1=Ac/(A*m*n);cout<<“实际热流密度”<<<“实际传热面积”<<<“每流程肋管数”<<<“流程数”<四、程序运行结果第二篇：蒸发器-冷凝器-设计Q=KFΔtm式中：Q―热流量；K―总传热系数；F―换热面积；Δtm―冷热流体的平均温差。

空冷冷凝器课程设计

空冷冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。

2. 学生能掌握空冷冷凝器的结构组成，了解其主要部件的功能和特点。

3. 学生能掌握空冷冷凝器热力计算的基本方法，并能够运用相关公式进行简单计算。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析和解决实际工程中空冷冷凝器的问题。

2. 学生能够设计简单的空冷冷凝器实验，观察并分析实验结果。

3. 学生能够运用信息技术和工程软件，进行空冷冷凝器的模拟与优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对物理学科产生浓厚的兴趣。

2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，学会倾听、尊重他人意见。

3. 培养学生关注环境保护和能源节约，认识到空冷冷凝器在节能减排中的重要性。

课程性质：本课程为高中物理选修课程，侧重于工程实践和实际应用。

学生特点：高中学生具备一定的物理基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题，培养其创新精神和实践能力。

教学过程中，注重引导学生主动探索，激发学生的学习兴趣和积极性。

二、教学内容1. 空冷冷凝器基础知识：- 空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。

- 空冷冷凝器的结构组成，主要部件功能及特点。

2. 空冷冷凝器热力计算：- 空冷冷凝器热力计算的基本方法及公式。

- 结合实际案例，进行热力计算练习。

3. 空冷冷凝器实验与操作：- 设计简单的空冷冷凝器实验，观察并分析实验结果。

- 学习操作空冷冷凝器实验设备，掌握实验技能。

4. 空冷冷凝器模拟与优化：- 运用信息技术和工程软件，进行空冷冷凝器模拟。

- 分析模拟结果，探讨优化方案。

5. 环保与节能：- 讨论空冷冷凝器在节能减排中的重要性。

- 探讨空冷冷凝器的环保设计原则。

教学内容安排与进度：第一课时：空冷冷凝器基础知识学习。

空冷冷却器设计

空冷冷却器设计
引言
空冷冷却器是一种常用于工业和航空领域的关键设备，用于降低机械设备或发动机的温度。

本文将探讨空冷冷却器的设计原理以及常见的设计策略。

设计原理
空冷冷却器的设计原理基于自然对流和强制对流的原理。

能够实现良好冷却效果的设计应该考虑以下几个因素：
1. 面积：冷却器的表面积越大，散热效果越好。

设计师应根据需要的散热量确定合适的冷却器面积。

2. 材料：选择合适的材料能够提高冷却器的散热效率。

通常选择具有良好导热性能的金属材料。

3. 流道设计：冷却器内部的流道设计要合理，以实现良好的流动性和热交换效果。

4. 外部环境：考虑到冷却器的工作环境，设计应该适应各种温
度和压力条件。

设计策略
在设计空冷冷却器时，以下几个策略值得考虑：
1. 翅片设计：通过合理设计翅片形状和布局，能够增加冷却器
的表面积，从而提高散热效率。

2. 换热介质：选择合适的换热介质能够提高冷却器的换热效果。

空气是最常见的换热介质，但在某些特殊情况下，也可以采用液体
作为换热介质。

3. 附加设备：根据实际需求，可以考虑添加附加设备，如风扇
或泵，来增加冷却效果和控制温度。

4. 优化布局：合理优化冷却器的布局，确保其能够在给定的空
间内发挥最大的散热效果。

结论
空冷冷却器的设计是一个复杂而关键的任务，需要综合考虑多个因素。

通过了解设计原理和采用合适的设计策略，可以有效地满足冷却器的散热需求，并确保机械设备或发动机的正常运行。

冷凝器设计

冷凝器设计Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998摘要】本文介绍了强制对流空气冷却式空调冷凝器的结构及特点，并详细论述了其设计过程，最后联系实践，制作出用于指导生产的工序指导卡。

【关键词】空调冷凝器、设计、工序指导卡引言：换热器是制冷空调系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。

因此,换热器的研究一直是制冷空调领域中一个非常活跃的研究方向。

本文以冷凝器为例，对强制对流空气冷却式空调换热器的设计进行了初步探讨。

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。

下面简要介绍一下各主要部分：1、U形弯传热管U形弯传热管俗称大U弯，其材料一般为紫铜。

为了减少金属材料消耗量及减少冷凝器重量，在强度允许的条件下，应尽量避免使用厚壁铜管。

U形弯传热管有光管和内螺纹管两种。

由于内螺纹管重量轻、成本不高，并且其内表面传热系数较光管要增加2~3倍1】。

因此，现在光管已基本上被内螺纹管代替了。

2、翅片除非客户特别要求，否则翅片的材料一般为铝。

它有平片、波纹片和冲缝片三种形式，并且这三种形式的表面传热系数也相差较大。

套片式空冷冷凝器的设计

套片式空冷冷凝器的设计
套片式空冷冷凝器是一种常见的空气冷却系统，用于将气体或液体中的热量迅速转移至周围空气中，以便将其冷却和凝结。

其设计原理是将多个平行排列的金属片通过焊接、钎焊等方式连接成一体，形成一组狭长的通道，完全相互隔离，同时在通道两侧形成了大量的散热面，以便于更好地散热。

套片式空冷冷凝器的设计包括以下几个关键步骤：
1. 确定冷凝器的工作压力和流量要求，以便确定整个冷却系统的工作参数。

2. 根据系统压力、流量、温度等参数，选择合适的金属材料和片型设计，以便在有效地传热的同时保证耐蚀性和耐压性。

3. 根据实际情况，确定套片式空冷冷凝器的结构型式和数量，合理排布冷凝器的位置，同时考虑散热器的尺寸和排气方向等因素。

4. 进行技术计算和模拟，包括热力学、流体力学、结构力学等方面，以便验证所设计的套片式空冷冷凝器的可行性和性能。

5. 质量控制和测试，包括压力测试、温度测试、漏气测试等环节，以确保套片式空冷冷凝器的安全性和可靠性。

R22空气冷凝器设计计算(60千瓦)

风冷冷凝器的设计计算1 原始数据由给定条件，现需设计一台制冷量为60kW 的R22空气冷凝器。

冷凝温度：48k t =℃进风温度：135a t =℃ 出风温度：243a t =℃ 2初步规划选用16 1.0mm φ⨯的纯铜管，成正三角形排列[2]；管间距135s mm =，排间距230.3s mm =；肋片为平直铝套片，肋间距 2.5f s mm =；沿气流方向管排数4n =；片宽2121.2L n s mm =⨯=。

如下图：图 2 翅片管冷凝器侧面截图设计两片，成V 字形，每片热负荷为35.9KW 。

3 结构的初步规划及有关参数各部分单位管长面积为[2]：肋片面积：21222(/4)/0.6815/f b f f s s d s m m π=⨯-⨯=肋片基管面积：32(1/)3.1415916.310(10.2/0.25)0.04814/b b f f f d s m m πδ-=⨯⨯-=⨯⨯⨯-=肋管外总表面积：220.68150.04814/0.7296/t f bf f f m m m m =+=+=肋管内表面积：3223.14159(16 1.02)10/0.04398/i if d m m m m π-==⨯-⨯⨯=肋化系数：/16.885t if f β==4 进出换热器的温差及风量温差[1]：218a a a t t t C =-=︒ 风量[2]：3335.92/1.0995 1.00588.122/ka m pa aQ V c t m sm s ρ=⨯⨯⨯=⨯⨯=（4.2a ）其中定性温度：12392a a am t t t C +==︒ 31.0995/m kg m ρ=1.005/(.)pa c w kg k =5 肋片效率及空气侧换热系数的计算根据肋片参数，冷凝器的空气最小流通面积min A 与迎风面积fA 之比[2]：1min 1()()(3516.3)(250.15)35 2.50.5022b f f f f s s s A A s s δ--=⨯-⨯-=⨯=（4.2b ）考虑降噪节能等因素取迎面风速2.8/m s ，则最小流通面风速：max min5.575/f f A W w A m s=⋅=当量直径：（最小流通面的面积与周长之比）2(3516.3)(2.50.15)/(3516.3 2.50.15)4.17eq d mm =⨯-⨯--+-=空气的雷诺数：max 6Re 5.575 4.17517.5101330.1663eqfW d v -⨯=⨯=⨯=单元空气流道长径比：121.229.034.175ep L d ==根据流体横向流过肋片管簇的的整张平套片换热计算公式[3]：2630.5180.02310.000425()310()0.1307eq eq eqL L L A d d d -=-⋅+-⨯=0.24Re (1.36)10000.1361fC A ⨯=⋅-=0.450.00660.6416eqL n d =+=Re 0.280.0810000.1736f m =-+⋅=-批注：以上两个公式m 和n 应该互换所以，管外的表面传热系数[3]：021.1Re ()53.32/()fn mf eqeqL a C d d w m k λ=⋅⋅⋅⋅=⋅对于叉排，有'1'1.272.1472.282bs d ρρρ====故：肋片当量高度：'''(1)(10.35ln )216.3(2.2821)(10.35ln 2.282)2bd h ρρ=⨯-⨯+⨯=⨯-⨯+⨯ 肋片特性系数[2]：1159.1782m m --===（4.2e ）肋片效率[2]：159.1782m m -===（4.2f ）肋片效率：33()(59.178213.4610)59.178213.46100.8312f th mh mhth η--=⨯⨯=⨯⨯=冷凝器外表面效率[2]：0.68150.83120.048140.72960.8423f f bs tf f f ηη+=⨯+==6 管内R22冷凝时的表面换热系数首先，设管壁温度：*47.03w t =℃则*47.52w km t t t +==℃，在该温度下，1419.87,67.554s m r B ==。

空调冷凝器系统设计(完全表格)

8.83 8.8
局部阻力修正系数
k
0.5
修正长度
Lcc
m
13.2
分液毛细管压降/冷凝器压降
1
分液毛细管内径
din
mm
3
分液毛细管长度
Lcap
mm
79
(需查找一般取值范围）
K
Vy=2.5~3.5
35
m=
vy=
K=
1.5
23.97207715
0.546
(取0.2~0.5m/s)
5
10
12
2
迎风面积
Fy=W*H
迎面风速
Vy=Vf/Fy
回路设计
冷凝器出口体积流量
Veo=G*v4
冷凝器出口液体流速
uco
铜管通流面积
f=PI*(D-2δ)2/4
单管体积流量
Vep
回路数
Nc=Veo/Vep
回路数取整
Nc
每路铜管数
实际铜管分布
n1/n2/n3…
每路铜管数
Npc=Ns/Nc
每个流程长度
Sc=Npc*W
1
1
1
2
3
4
5
10
10
10
10
10
12
12
12
12
12
10/12
6
7
8
9
10
10
10
10
10
10
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12
12
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11
12
13
14
15
10
10
10
10
10
12
12

空调冷凝器设计

大众轿车XX车型冷凝器-干燥器-模件设计任务书目录1 通则 (6)1.1 认证要求 (6)1.2 受保护的权利 (6)1.3 适用范围 (6)1.4 实施 (7)1.5 物理单位定义 (7)1.6 使用的符号 (7)1.7 交货技术条件，检验方法和标准 (7)1.8 图纸标准 (9)1.8.1 成套图纸 (9)1.8.2 图纸要求的内容 (9)1.8.3 图纸交付时间 (10)1.9 鉴定方法 (10)1.9.1 鉴定样品和原始样品 (10)1.10 对样品和样车部件的要求 (11)1.11 重复利用 (11)2 对供应商的质量要求 (12)2.1 导言 (12)2.2 原则协议 (12)2.3 单项要点 (12)2.4 供应商及其下属分包商的质量规划 (13)2.4.1 开发和试生产 (13)2.4.2 批量生产 (14)2.5 检验标准 (15)2.6 运输 (15)2.7 对单个部件的要求 (16)3 对开发、设计和批量生产的基本要求 (16)3.1 项目管理和协调 (16)3.2 设计容积 (17)3.3 方案.........................................................................................................3.4 生产 (18)3.5 供货状态/标志 (19)3.6 运用 (19)3.7 审批 (20)3.8 尺寸和公差 (20)4 运行条件 (20)4.1 温度 (20)4.2 稳定性 (20)5 功能要求 (21)5.1 对冷凝器-干燥器-模件的要求 (21)5.1.1 对散热片的要求 (21)5.1.1.1 紧合 (21)5.1.1.2 外观 (21)5.1.1.3 散热片公差数 (21)5.1.1.4 横断面收缩 (21)5.2 对冷凝器-干燥器-模件的单项试验 (21)5.2.1 干燥度 (21)5.2.2 内部纯度 (21)5.2.3 气密性 (22)5.2.4 耐压应力强度 (22)5.2.5 真空度强度 (22)5.2.6 压力交变强度 (23)5.2.7 耐振强度 (23)5.2.8 共振试验 (23)5.2.9 压差和干燥器部件流量 (23)5.2.10 温度交变试验 (24)5.2.11 耐蚀性/表面保护 (24)5.2.11.1 SWAAT-试验 (24)5.2.11.2 气候-交变应力腐蚀-试验 (24)5.2.11.3 粉末涂装试验 (24)5.2.12 连接 (25)5.3 干燥剂 (25)5.3.1 功能 (25)5.3.2 种类 (25)5.3.3 耐久性 (25)5.3.4 吸水能力 (25)5.4 过滤器和滤网 (25)5.4.1 功能描述 (25)5.4.2 规格 (26)6 功率要求 (26)6.1 试验台上的功率计算 (26)6.2 冷却剂面的压力损失 (27)6.3 空气侧面的压力损失 (27)6.4 车辆中功率检验 (27)7 汽车试验 (27)8 系列试验 (27)9 附件 (29)9.1 PQ35和A-MPV冷凝器-干燥器-模件交叉对照表 (29)9.2 时间进度表，日程安排 (29)1 通则1.1 认证要求必须保证按照以下的ISO 9000标准进行开发和制造。

空冷冷凝器计算说明书

课设题目：空冷冷凝器一、设计条件：某空调制冷机组采用空气冷却式冷凝器，要求制冷剂冷凝液过冷度5℃，压缩机在蒸发温度5℃，冷凝温度45℃时的排气温度为80℃,压缩机实际排气量为160kg/h；冷凝器空气进口温度为35℃。

二、其他参数1、制冷剂采用R134A2、采用肋片管式空冷冷凝器3、传热管采用紫铜套铝片，参数自定，正三角形排列（错排）三、完成内容1.确定冷凝器热负荷，并进行冷凝器设计计算2.提交计算程序以及计算说明书3.相关工程图纸一、计算冷凝器热负荷由所给条件画出压焓图1.根据tk=50℃和排气温度tdis=80℃,以及过冷度dt=5℃在 R134A压焓图上可以查出hdis=460kj/kg以及过冷液体要求hc=250kj/kg.所以冷凝器热负荷为qmr*(hdis-hc)/3600=9.333kw2.取进出口空气温差为8℃，则定性温度为39℃，可求出空气流量qv2=1.029 m3/s4.单位管长肋片面积Af2=0.5294肋间基管表面积 Ab2=0.03肋管外总表面积 A2=Af2+Ab2=0.5594二、冷凝器的初步规划及有关参数选择管排方式采用错排，正三角形排列。

管间距s1=25.4mm 排间距s2=22mm紫铜管选用10*0.7，翅片厚度df=0,12mm,肋片间距sf=1.8mm,沿气流方向管排数n=2排。

三，设计计算流程图四、计算程序#include<iostream.h> #include<math.h>#define qmr 160#define pi 3.14void main(){double _tk=45, _tdis=80, _tc=5,_t2=35,_t3=43,tm;double _hdis=460,_hc=250,Pk;double _p2=1.128,_cp2=1.005,_v2=0.00001687,_r2=0.02751,qv2;double_d0=0.01,_df=0.00012,_df1=0.0007,_s1=0.0254,_s2=0.022,_sf=0.0018,_di=0.0086,_n= 2,_nb=18,db,Af2,Ab2,A2,A1,bt,bt1,ib,de; //3.结构设计double _r14=19.9238,_Bm=74.8481,_r0=0.0001;tm=(_t2+_t3)/2;Pk=qmr*(_hdis-_hc)/3600;cout<<"冷凝器热负荷为："<<Pk<<"kw";qv2=Pk/(_p2*_cp2*(_t3-_t2));cout<<"空气流量为"<<qv2<<endl;db=(_d0+2*_df);Af2=2*(_s1*_s2-pi*db*db/4)/_sf;Ab2=pi*db*(1-_df/_sf);A2=Af2+Ab2;A1=pi*_di;bt=A2/A1;bt1=A2/(A1+A2);ib=(_s1-db)*(_sf-_df)/(_s1*_sf);de=2*(_s1-db)*(_sf-_df)/((_s1-db)+(_sf-_df));double a1,C1,C2,Re, L,m,n,wf,wmax,L2,wf2,L1,H; //4.空气侧换热系数 double nf2,n02,rh,rh1,rf=203,z,h1;rh=_s1/db;rh1=1.27*rh*pow(0.7,0.5);h1=db*(rh1-1)/2*(1+0.35*log(rh1));L=_n*_s2;for(wf=2.0;wf<=4.5;wf+=0.1){wmax=wf/ib;Re=wmax*de/_v2;C1=1.36-0.24*Re/1000;C2=0.518-0.02314*(L/de)+0.000425*(L/de)*(L/de)-3*pow(10,-6)*(L/de)*(L/de)*(L/de );m=0.45+0.0066*(L/de);n=-0.28+0.08*(Re/1000);a1=C1*C2*(_r2/de)*pow(L/de,n)*pow(Re,m);z=pow(2*a1/rf/Re,0.5); //5.计算翅片效率及表面效率nf2=tanh(m*h1)/m/h1;n02=1-Af2/A2*(1-nf2);double a2,tw=43.5; //6.计算管内换热系数???????a2=0.683*_r14*_Bm*pow((45-tw),-0.25)*pow(0.0086,-0.25);// 计算传热系数及传热面积double Kof,at,A0;Kof=1/(bt/a2+_df1*bt1/rf+_r0+1/a1/n02);at=(_t3-_t2)/log((_tk-_t2)/(_tk-_t3));A0=Pk/(Kof*at)*1000;L=A0/A2;double Ay,e,e1; //确定空冷冷凝器尺寸L1=L/(_nb*_n);H=_nb*_s1;L2=_n*_s2;Ay=L1*H;wf2=qv2/Ay;e=(wf2-wf)/wf;e1=fabs(e);if(e1<=0.01)break;}cout<<"迎面风速为wf2="<<wf2<<"m/s"<<"\n";cout<<"假设迎风风速wf="<<wf<<"\n";cout<<"有效长度L1="<<L1<<"\n";cout<<"高H="<<H<<"\n";cout<<"深L2="<<L2<<"\n";double ap2,pz,Pst; //空气阻力及风机选择ap2=9.81*0.0113*(L2/de)*pow(_p2*wmax,1.7);cout<<"ap2="<<ap2<<"Pa"<<"\n";cout<<"根据ap2选取Pst的值";cin>>Pst;pz=Pst+_p2*wf2*wf2/2;cout<<"全压为pz="<<pz<<"\n";}五、程序运行结果六、结果分析在设计计算中，需要先假设一个迎面风速，算出管内外换热系数和传热系数传热面积后会得出实际迎面风速。

冷凝器设计计算步骤

冷凝器设计计算步骤设计冷凝器是在热传导和传热方面进行的工程设计。

其设计计算步骤如下：1. 确定冷凝器类型：冷凝器有多种类型，包括空气冷凝器、水冷冷凝器和蒸汽冷凝器。

根据具体应用场景和工艺要求，选择合适的冷凝器类型。

2. 确定冷凝器制冷剂：根据冷凝器应用场景和制冷剂的性质，确定所使用的制冷剂种类。

制冷剂的性质会影响到后续设计计算。

3. 计算制冷负荷：根据冷凝器所处的环境条件，计算冷凝器需要处理的制冷负荷。

这涉及到室内和室外的温度、湿度等因素，可以使用热负荷计算软件进行估算。

4. 选择传热方式：根据冷凝器的工作原理和制冷剂的性质，选择合适的传热方式。

常见的传热方式有对流传热和辐射传热，选择合适的传热方式可以提高冷凝器的效果。

5. 计算冷凝面积：根据制冷负荷和选择的传热方式，计算所需的冷凝面积。

冷凝面积可以通过冷凝器换热系数和传热过程中的温差来计算。

6. 计算冷凝器传热系数：根据冷凝器的设计参数和制冷剂的性质，计算冷凝器的传热系数。

传热系数是冷凝器换热效率的重要指标，需要根据具体情况进行计算。

7. 选择冷凝水边界条件：根据冷凝器的设计要求，选择合适的冷凝水边界条件。

这包括冷凝水的进口温度、流量和压力等参数，需要保证冷凝水的供给能够满足冷凝器的实际工作需求。

8. 进行热力学计算：根据所选的制冷剂和制冷负荷，进行热力学计算。

这包括冷凝过程中的温度、压力和比焓等参数的计算，可以使用热力学软件进行准确的计算。

9. 进行传热计算：根据冷凝器的设计参数和制冷剂的性质，进行传热计算。

这包括冷凝器的传热面积、传热系数和传热量等参数的计算。

10. 进行流体力学计算：根据冷凝器的设计参数和制冷水的性质，进行流体力学计算。

这包括冷凝器内部的流体流动情况、压力损失和水力不平衡等参数的计算。

以上是设计冷凝器的一般步骤，具体的计算方法和参数选择需要根据具体的应用情况和设计要求进行调整。

对于特定的冷凝器设计，可能还需要考虑其他因素，如材料选择、结构设计和安装要求等。

【荐】空冷冷凝器设计毕设论文

空冷冷凝器设计摘要：冷凝器是各工业部门中重要的换热设备之一。

换热器作为热量传递中的过程设备，在化工、冶金、石油、动力、食品、国防等工业领域中应用极为广泛。

换热器性能的好坏，直接影响着能源利用和转换的效率。

近年来，节能工作开始被全球所重视,而换热器特别是高效换热器又是节能措施中关键的设备。

因此,无论是从上述各工业的发展,还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都有非常重要的意义。

本设计是关于管翅式空冷器的设计。

主要内容是进行了冷凝器的工艺计算，结构设计和强度校核。

设计内容首先是传热计算，主要是根据设计条件计算换热面积。

其次是结构设计以确定各部件的尺寸。

最后还包括是强度计算与校核，主要包括管箱结构与校核和支架的校核。

关于设计管翅式冷凝器的各个环节，在后面设计书中做详细的说明。

关键词：冷凝器；传热；结构；强度；管翅式换热器；Design of Air-cooled CondenserAbstract：Condense is one of the most important heat exchanging equipments in industrial field. As a heat transfer in the processing equipment, exchanger is widely applied in chemical industry, metallurgy, oil, power, food, defense industry. In recent years, the problem of energy-saving is beginning to be regarded all over the world. And heat exchanger, particularly efficient heat exchanger，It is the key to energy-saving equipment. Therefore, whether from the foregoing the development of industry, or from efficient energy use, the reasonable heat exchanger design, manufacturing, selection and running all have very important significance. The manual is about the Finned tube condenser，which included process calculation , the structural design and intensity . The first part of this manual is the heat transfer’s calculation. Mainly, it is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area. Next is the structure design to determine the size of the components. Finally also including the strength calculation and checking, mainly including the Tube Box’s structure and the support checking.About the design of the Finned tube condenser,The detailed content is in the back of the design instructions.Key words： Condenser ; Heat transfer; Structure; StrengthFinned tube exchanger目录1 绪论 (1)2 冷换设备设计基础 (1)2.1换热器的应用与分类 (1)2.1.1 换热器的应用 (1)2.1.2 换热器的分类 (1)2.2冷凝器概述 (2)2.3管翅式换热器 (3)2.3.1 管翅式换热器基本结构 (3)2.3.2 管翅式换热器的工作特性 (3)2.4冷凝器的换热分析 (4)2.5冷凝器中凝结换热过程分析 (5)3 传热计算 (8)3.1空冷冷凝器的设计条件及基本参数 (8)3.2空冷冷凝器的设计条件及基本参数 (8)3.2.1 迎风面速度的选择 (8)3.2.2 管程数的选择 (8)3.3热负荷计算 (9)3.3.1已知条件分析 (9)3.3.2热负荷计算 (9)3.3.3 空冷器初选方案的计算 (10)3.3.4管内传热系数计算 (12)3.3.5 风量和空气出口温度的计算 (13)3.3.6 传热温差计算： (14)3.3.7 翅片管外空气膜传热系数的计算 (14)3.3.8 各项热阻的计算和选取， (15)3.3.9 总传热系数： (15)3.3.10 传热面积： (15)3.3.11管程压力降 (16)3.3.12 管外翅片阻力， (17)3.3.13 风机功率计算 (17)3.3.14 风机的过冬计算 (18)3.3.15 风机噪音估算： (18)3.3.16 调速风机的节能 (18)4 结构设计 (19)4.1管束的参数确定与布管设计 (19)4.2管箱的结构设计 (20)4.3管箱设计壁厚的选取与校核 (21)4.4换热管与管板连接 (25)4.5管箱开孔补强设计 (27)4.6管束设计 (31)4.6.1管束材料的选择 (31)4.6.2管束定距结构的设计 (32)4.7空冷器的空气流道密封结构设计 (35)5经济技术性分析 (36)5.1能耗分析 (36)5.2节能措施 (36)6 设计总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1 绪论能源是当前人类面临的重要问题之一,能源开发及转换利用已成为各国的重要课题,而换热设备是能源利用过程中必不可少的设备,几乎一切工业领域都要使用,在化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门中应用尤为广泛。

空冷式冷凝器设计计算

空冷式冷凝器设计计算设计空冷式冷凝器时，需要考虑以下几个关键参数：1.需要冷凝的气体或蒸汽的流量2.进入冷凝器的气体或蒸汽的温度和压力3.冷却介质的流量和温度接下来我们将详细介绍空冷式冷凝器的设计计算过程。

首先，计算冷凝器的传热量需求。

传热量的计算可以通过以下公式得到：Q=m×(h1-h2)其中，Q表示传热量，m表示流体的质量流率，h1表示入口处的焓值，h2表示出口处的焓值。

然后，根据气体或蒸汽在冷凝过程中的特性，确定合适的冷凝温度。

冷凝温度应高于冷却介质的出口温度，以便于热量能够顺利被冷却介质吸收。

接下来，通过计算冷却介质流量和温度差，确定冷却介质的需求。

冷却介质的流量可通过以下公式计算：Q=m×c×ΔT其中，c表示冷却介质的比热容，ΔT表示冷却介质的温度差。

在确定了冷却介质的需求后，可以根据设计要求选择合适的冷却介质，比如水、空气等。

接下来，通过计算冷凝器的传热面积来满足传热量需求。

传热面积的计算可以通过以下公式得到：Q=U×ΔT×A其中，U表示传热系数，ΔT表示传热温度差，A表示传热面积。

传热系数U可以通过经验公式或实验数据进行估算。

传热面积A的计算可以根据冷凝器的结构形式进行确定，比如管束换热器、冷凝罐等。

最后，通过计算冷却介质的流速来确定冷却介质的压力损失。

流速的计算可以通过以下公式得到：ΔP=(ρ×v^2)/(2×g)其中，ΔP表示压力损失，ρ表示冷却介质的密度，v表示流速，g表示重力加速度。

通过以上的设计计算步骤，可以得到空冷式冷凝器的关键参数，进而进行设备选型和优化设计。

此外，在实际设计过程中，还需要考虑冷凝器的材料选择、结构设计、设备布局等因素，以确保冷凝器的性能和可靠性。

总结起来，空冷式冷凝器的设计计算过程主要包括传热量的计算、冷凝温度的确定、冷却介质需求的计算、冷凝器传热面积的确定和冷却介质流速的计算等步骤。

空冷器的设计

第四章空冷器的设计4.1 空冷器的设计条件4.1-1 设计条件1. 空气设计温度设计气温系指设计空冷器时所采用的空气入口温度。

采用干式空冷器时，设计气温应按当地夏季平均每年不保证五天的日平均气温[1][2][3]。

采用湿式空冷器时，将干式空冷器的设计气温作为干球温度，然后按相对湿度查出湿球温度，该温度即为湿式空冷器的设计气温。

我国各主要城市的气温列于附表4－1。

从该表可见我国绝大多数地区夏季平均每年不保证五天的日平均气温低于35℃。

当接近温度大于15－20℃时，采用干式空冷器比较合理。

在干燥炎热的地区，为了降低空气入口温度可以采用湿式空冷器。

2. 介质条件（1）适宜空冷器的介质条件适于采用空冷器的介质有石油化工过程中的气体,液体，水和水蒸汽等。

3.热流的操作条件（1）流量。

根据工艺要求而定。

（2）操作压力。

根据国家标准“空冷式换热器”的规定，最高的设计压为35 Mpa，这个压力可以满足石油化行业空冷器的操作要求。

（3）入口温度热流的入口温度越高其对数平均温差越大，因而所需要的传热面积就越小，这是比较经济的。

但是，考虑能量回收的可能性，入口温度不宜高，一般控制在120～130℃以下，超过该温度的那部分热量应尽量采用换热方式回收。

在个别情况下，如回收热量有困难或经济上不合算时，可适当介质入口温度。

就空冷器本身而言，考虑到介质温度升高会导致热阻的增加，传热效率下降，绕片式翅片管的工作温度可用到165℃而锒片式翅片管可用到200℃如果热流入口温度较低（低于70~80℃），可考虑用湿式空冷器。

（4）出口温度与接近温度对于干式空冷器出口温度一般以不低于55~65℃为宜[3]，若不能满足工艺要求，可增设后湿空冷，或采用干－湿联合空冷。

接近温度系指热流出口温度与设计气温之差值。

干式空冷器的最低值应不低于15℃[3]，否则将导致空冷器的面积过大，这是不经济的。

上述的设计数据应填入表4.1-1的”空气冷却器规格表”内.表41-1 空冷器设计规格表构架数量化学清洗片距架中心距特殊接管法兰面型式印记有无百叶窗自动手动温度表振动切换开关有无压力表机械设备风机型号驱动机型式减速机型式风机台数驱动机台数减速机台数风机直径驱动机转数转/分传动比风机功率驱动机功率功率调节型式: 手调自调调频转数:转/分支架支座材料: 叶片轮毂控制发生故障时的风机角度最大最小锁住百叶窗控制发生故障时的风机速度最大最小锁住出口温度控制精度±℃空气再再循环内循环外循环蒸汽盘管有无占地面积M2 总重kg运输重kg图号4.2翅片管参数的优化翅片管是空气冷却器的传热元件，翅片管的参数对空冷器的传热效率、功率消耗和噪声等有直接的关系[4]。

空冷冷凝器设计

【论文】强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计

冷凝器设计

冷凝器设计(百叶窗)

空冷式冷凝器设计计算

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