蒸发器设计计算书

(完整版)冷凝器蒸发器设计计算

壳内径Di/m 0.338573913 0.478815819 0.586427219 0.677147826
1.5传热计算及面积计算
运动粘度ν /m2/s 物性集合系数B 雷诺数Re 水侧表面传热系数awi w/(m2*k) 管排修正系数 εn 环翅高度h' /mm 增强系数ψ 冷凝温度40℃时B
0.13890575
取热流密度q0 W/m2
6000
冷凝器热负荷Qk /kW
407.212
传热面积Aof m2 应布置有效总管长L
67.86866667 488.5950846
1.3确定每流程管数Z
有效单管长l
流程数N
冷却水进口水温tw1 /℃
30
冷却水出口水温tw2 /℃
35
平均温度下水密度 ρ/㎏/m3 994.93
1冷凝器计算
1.1 管型选择
管轧低翅片管
坯管16*1.5
φ16*1.5
di / mm
10.4
dt / mm
15.1
δt / mm
0.4ห้องสมุดไป่ตู้
db / mm
12.4
Sf / mm
1.2
单位管长换热面积 m2
ad
0.015804667
af
0.09714375
ab
0.025957333
ai
0.032656
aof 1.2 估算换热管总长
3190.12θ0^(0.25)
3190.12θ0^(0.25)
1308*(7.21-θ 0)
q0 5365.117596 5762.67012 6151.275524 6189.681087 6247.141056

蒸发器的设计计算

蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ︒=70，进口空气的干球温度为C t a ︒=211，湿球温度为C t b ︒=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ︒=132，湿球温度为C t b ︒=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。

（1）蒸发器结构参数选择选用mm mm 7.010⨯φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。

（2）计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为沿气流方向的管间距为沿气流方向套片的长度为设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+⨯=+=每米管长翅片表面积：每米管长翅片间管子表面积：每米管长总外表面积：每米管长管内面积：每米管长的外表面积：肋化系数：每米管长平均直径的表面积：（3）计算空气侧的干表面传热系数①空气的物性空气的平均温度为空气在下C ︒17的物性参数②最窄截面处空气流速③干表面传热系数干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算（4）确定空气在蒸发器内的变化过程根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。

在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2，并延长与饱和气线()0.1=ϕ相交于点w ，该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ︒===8,6.6,25。

在蒸发器中空气的平均比焓值由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=︒=析湿系数（5）循环空气量的计算进口状态下干空气的比体积循环空气的体积流量（6）空气侧当量表面传热系数的计算对于正三角形排列的平直套片管束，翅片效率f η小型制冷装置设计指导式（4-13）计算，叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比4.24.1025d B ,1b m ===ρ且B A 肋折合高度为凝露工况下翅片效率为当量表面传热系数（7）管内R22蒸发时的表面传热系数R22在C t ︒=70时的物性参数为：饱和液体密度 33.1257m kg l =ρ饱和蒸气密度 343.26m kg g =ρ液体粘度 s Pa l ⋅⨯=-6102.202μ气体粘度 s Pa g ⋅⨯=-610815.11μ汽化热 kg kJ 56.1990=γ液体热导率 K m W l ⋅⨯=-/102.133λ蒸气热导率 K m W g ⋅⨯=-/1093.93λ液体普朗特数 62.2=rl P蒸气普朗特数 92.0=rg PR22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式（4-5）计算。

蒸发器计算[1]

三、蒸发器的设计计算1 蒸发器进口空气状态参数当进口处空气干球为27℃，湿球温度19℃时，查湿空气的h-d图，得出蒸发器进口处湿空气的比焓值h1=55 kJ/kg，含湿量d=11g/ kg，相对湿度φ1=50%。

2 风量及风机的选择蒸发器所需要风量一般按每kW冷量取0.05m3/s的风量，故蒸发器风量q vq v= 0.05Q0= 0.05×5.25=0.2651m3/s=945 m3/ h3/ h（两个系统）则q v总=2 q v=1890m查亿利达风机样本，选SYZ9-7I型离心式风机，该风机的风量q v′为2000 m3/ h，全压H为216Pa，转速n=800r/min，配用电机功率P=250W，则机组的机外余压为50Pa。

3 蒸发器进、出口空气焓差及出口处空气焓值（1）蒸发器进、出口空气焓差△h= h1- h2= Q0/（ρq v′）=4.820/（1.2×0.56）=7.173（kJ/kg）（2）蒸发器出口处空气焓值h2h2= h1-△h=55-7.173=47.827（kJ/kg）设蒸发器出口处空气的相对湿度φ2=90%，则蒸发器出口处空气的干球温度t2g=15.6℃，含湿量d=10g/kg。

将h-d图上的空气进、出口状态点1、2相连，延长与饱和线相交，得t3=14℃，h3=39 kJ/kg。

4 初步确定蒸发器结构参数采用强制对流的直接蒸发式蒸发器，连续整体式铝套片。

紫铜管为d0=φ9.52mm×0.35mm，正三角形排列，管间距S1=25mm，排间距S2=21.65 mm，铝片厚δ=0.11 mm，片距S f=1.8 mm，铝片热导率λ=204W/（m·K）。

（1）每米管长翅片表面积αf=（S1 S2-πd02/4）×2×S f-1=（0.025×0.02165-0.09522×π/4）×2/0.0018=(0.00054125-0.000071144864)/0.0009=0.52233904(m2/m)(2) 每米管长翅片间基管外表面积αbαb=π（S f-δ）/ S f=π×0.00952×(0.0018-0.0011)/0.0018=0.0281(m2/m)(3) 每米管长总外表面积αofαof=αf+αb=0.52233904+0.0281=0.551(m2/m)(4) 每米管长内表面积αiαi=πd i l=3.14×0.00882×1=0.0276948(m2/m)(5) 肋化系数ββ=αof/αi=0.551/0.0276948=19.9(6) 肋通系数αα=A of/NA y=αof / S1=0.551/0.025=22.04(7) 净面比ε(指最窄流通面积与迎风面积之比)ε=(S1-d0)(S f-δ)/( S1 S f)=(0.025-0.00952)(0.0018-0.00011)/(0.025×0.0018)=0.024048×0.00169/(0.025×0.0018)=0.903(8) 结构设计传热面积、管长及外形尺寸取沿气流方向管排数N=3，蒸发器分上下两个系统，迎面风速取ωf=2m/s，则A、最小截面流速成ωmax=ωf/ε=2/0.903=2.22（m/s）B、迎风面积A y= q v′/ωf=1000/（3600×2）=0.139 （m2）C、总传热面积A of=A yαN=0.139×22.04×3=9.191 （m2）D、所需管长L=A of/αof=9.191/0.551=16.68（m）E、蒸发器高度H取蒸发器高度方向为12排，则H=12 S1=12×0.025=0.3（m）F、蒸发器长度L=A y/H=0.139/0.3=0.465 （m）G、蒸发器宽度B=NS2=3×21.65=0.65 （m）(9) 传热温差θm= （t1g—t2g）/[ln（t1g—t0）/（t2g—t0）] ℃=（27—15.6）/[ln（27—7）/（15.6—7）] ℃=13.51℃(10) 所需传热面积取总的传热系数K=43.5W/(m2·K)，所需传热面积A0= Q0/ （Kθm）=5250/（43.5×13.51）=8.935 （m2）＜A of(11) 空气侧流动阻力凝露工况下，气体横向流过整套叉排管簇时的阻力可按下式计算△p=1.2×9.81A(B/d e)(ρωmax)1.7ψ对于粗糙(冲缝)的翅片表面，A=0.0113当量直径d e=2(s1—d0)(s f—δ)/[( s1—d0)+( s f—δ)]=2×(25-9.52)(1.8-0.11)/[ (25-9.52)+ (1.8-0.11) ]=3.047(mm)B为蒸发器宽度65 mm，空气密度ρ=1.2kg/m3，凝露工况下取ψ=1.2，则△p=1.2×9.81×0.0113×(65/3.047) ×(1.2×2.22) 1.7×1.2Pa=18.6 Pa＜90Pa 故选择的SYZ9-7I离心风机能满足压头要求。

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--多效蒸发器设计计算（一）蒸发器的设计步骤多效蒸发的计算一般采用迭代计算法（1）根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。

（2）根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。

（3）根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温差。

（4）根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。

（5）根据传热速率方程计算各效的传热面积。

若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。

（二）蒸发器的计算方法下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。

1.估值各效蒸发量和完成液组成总蒸发量（1-1）在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2）任何一效中料液的组成为（1-3）一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即（1-4）对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。

例如，三效W1：W2：W3=1：：（1-5）以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ；W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ；F — 原料液流量，kg/h ；x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。

2.估值各效溶液沸点及有效总温度差)110x x F W -=（nW W i =ii W W W F Fx x ---=210欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。

131708452.xls
蒸发器 10.41KW 计算数据 10.41 51 4 55 85 23 54 31 2700 0.6 1.25 12.117 2.014 0.001 200.00 25.4 22 3.142 13.124 8.089 172.239376 12.276 199.999 0.04124 0.00423506 0.025415638 0.05 1.00 23.13 1.24 0.0000156000 1840.86 3 66 2.85 20KW 计算数据 20.00 7.2 8 15.2 27 19 12 15 4247 2.2 0.536237374 9.525 0.35 0.14 1.95 25.4 22 3.142 9.8 8.825 96.04 15.6 1.813846154 0.02859 0.494778546 0.02772815 0.52 18.87 3.25 3.86 0.0000156000 803.82 3 66 20.31 28KW 计算数据 28.00 7.2 8 15.2 27 19 12 15 5400 2 0.75 9.525 0.35 0.14 1.95 25.4 22 3.142 9.8 8.825 96.04 15.6 1.813846154 0.02859 0.494778546 0.02772815 0.52 18.87 3.25 3.51 0.0000156000 730.74 4 88 27.08
57.68 262 56.08 2.591836735 1 2.753977463 4.9 1.753977463 1.013046217 1.354566176 0.011641805 0.652874774 1.9210555 0.520547168 0.573602065 0.878578998 0.884726384 1.128 54.2 39.335529 37.39879313 12 11.1 90% 1.001 19.8

蒸发器的设计计算

蒸发器的设计计算蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量为3kW，蒸发温度为7℃。

进口空气的干球温度为21℃，湿球温度为15.5℃，相对湿度为56.34%；出口空气的干球温度为13℃，湿球温度为11.1℃，相对湿度为80%。

当地大气压力为Pa。

1.蒸发器结构参数选择选择φ10mm×0.7mm紫铜管，厚度为0.2mm的铝套片作为翅片，肋片间距为2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向的管间距为25mm，沿气流方向的管排数为4，迎面风速为3m/s。

2.计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为10.4mm，沿气流方向的管间距为21.65mm，沿气流方向套片的长度为86.6mm。

设计结果为每米管长翅片表面积为0.3651m²/m。

每米管长翅片间管子表面积为0.03m²/m。

每米管长总外表面积为0.3951m²/m。

每米管长管内面积为0.027m²/m。

每米管长的外表面积为0.m²/m。

肋化系数为14.63.3.计算空气侧的干表面传热系数1）空气的物性空气的平均温度为17℃。

空气在下17℃时的物性参数为：密度为1.215kg/m³，比热容为1005kJ/(kg·K)。

2）空气侧传热系数根据空气侧传热系数的计算公式，计算得到空气侧的干表面传热系数为12.5W/(m²·K)。

根据给定的数据，蒸发器的尺寸为252.5mm×1mm×10.4mm。

空气在最窄截面处的流速为5.58m/s，干表面传热系数可以用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算得到，计算结果为68.2W/m2·K。

在确定空气在蒸发器内的变化过程时，根据进出口温度和焓湿图，可以得到空气的进出口状态点1和点2的参数，连接这两个点并延长与饱和气线相交的点w的参数为hw25kJ/kg。

dw6.6g/kg。

tw8℃。

四、蒸发器计算说明书-xs

14.
蒸发器进口空气湿球温度
t1s
℃
查湿空气的焓湿图
15.
蒸发器进口空气含湿量
g/kg
根据蒸发器进口干、湿球温度查焓湿图确定
16.
进口空气密度
kg / m3
按进口空气温度查参数表确定
17.
空气循环量
m3/s
18.
经蒸发器空气焓降
kJ/kg
选定翅片管及管束布置方式
1）等边三角形叉排布置；2）顺排布置
19.
湿空气进、出蒸发器的平均含湿量
g/kg干空气
52.
湿空气的定压比热容
kJ/kg.℃
53.
析湿系数
54.
ρ’
55.
肋片折合高度
m
56.
翅片材料（铝片）导热率
w/m.K
通常取 =237 w/m.K
57.
翅片参数
58.
湿肋片效率
59.
肋片管表面效率
60.
空气侧当量放热系数
m2K/W
计算管内氟里昂蒸发放热系数
44.
出口空气焓值
i2
kJ/kg
45.
肋通系数
a
46.
接触系数
CF
47.
与冷表面相接触的饱和空气的焓值
iw”
48.
蒸发器出口空气干球温度
t2
℃
查湿空气的焓湿图
49.
出口空气状态含湿量
根据蒸发器出口干、湿球温度查焓湿图确定
50.
蒸发器出口空气湿球温度
t2s
℃
查湿空气的焓湿图
计算空气侧当量放热系数
51.
67.
紫铜管导热率
W/m.K
通常取

液氯蒸发器强度计算书

固定管板换热器设计计算计算单位吉化集团机械有限责任公司设计计算条件壳程管程设计压力ps 1.1 MPa设计压力pt1.1 MPa设计温度ts 80 ︒C设计温度tt-30 ︒C壳程圆筒内径D i800 mm 管箱圆筒内径D i800 mm 材料名称16MnR(热轧) 材料名称16MnDR简图计算内容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算开孔补强设计计算管板校核计算前端管箱筒体计算计算单位吉化集团机械有限责任公司计算条件筒体简图计算压力 P c 1.10MPa 设计温度 t -30.00︒ C 内径 D i 800.00mm 材料16MnDR ( 板材 )实验温度许用应力 [σ]163.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t163.00MPa 实验温度下屈服点 σs 315.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.00mm 腐蚀裕量 C 2 4.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 2.71mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 8.00 mm 名义厚度 δn = 12.00mm 重量55.27Kg压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 1.3750 (或由用户输入)MPa 压力实验允许通过的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 283.50MPa实验压力下圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 69.44 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 3.22772MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 55.55 MPa [σ]tφ 163.00 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt结论筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度11.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位吉化集团机械有限责任公司计算条件椭圆封头简图计算压力P c 1.10 MPa设计温度 t -30.00 ︒ C内径D i 800.00 mm曲面高度h i 200.00 mm材料 16MnDR (板材)实验温度许用应力[σ] 163.00 MPa设计温度许用应力[σ]t 163.00 MPa钢板负偏差C1 0.00 mm腐蚀裕量C2 4.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 2.70mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 3.00mm最小厚度δmin = 1.20mm名义厚度δn =7.00mm结论满足最小厚度规定重量41.12 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 1.22023MPa结论合格后端管箱筒体计算计算单位吉化集团机械有限责任公司计算条件筒体简图计算压力 P c 1.10MPa 设计温度 t -30.00︒ C 内径 D i 800.00mm 材料16MnDR ( 板材 )实验温度许用应力 [σ]163.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t163.00MPa 实验温度下屈服点 σs 315.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.00mm 腐蚀裕量 C 2 4.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 2.71mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 8.00 mm 名义厚度 δn = 12.00mm 重量62.48Kg压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 1.3750 (或由用户输入)MPa 压力实验允许通过的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 283.50MPa实验压力下圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 69.44 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 3.22772MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 55.55 MPa [σ]tφ 163.00 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt结论筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度11.00mm,合格后端管箱封头计算计算单位吉化集团机械有限责任公司计算条件椭圆封头简图计算压力P c 1.10 MPa设计温度 t -30.00 ︒ C内径D i 800.00 mm曲面高度h i 200.00 mm材料 16MnDR (板材)实验温度许用应力[σ] 163.00 MPa设计温度许用应力[σ]t 163.00 MPa钢板负偏差C1 0.00 mm腐蚀裕量C2 4.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 2.70mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 3.00mm最小厚度δmin = 1.20mm名义厚度δn =7.00mm结论满足最小厚度规定重量41.12 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 1.22023MPa结论合格壳程圆筒计算计算单位吉化集团机械有限责任公司计算条件筒体简图计算压力 P c 1.10MPa 设计温度 t 80.00︒ C 内径 D i 800.00mm 材料16MnR(热轧) ( 板材 )实验温度许用应力 [σ]170.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t170.00MPa 实验温度下屈服点 σs 345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.00mm 腐蚀裕量 C 2 1.00mm 焊接接头系数 φ0.85厚度及重量计算计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 3.06mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 7.00 mm 名义厚度 δn = 8.00mm 重量300.96Kg压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 1.3750 (或由用户输入)MPa 压力实验允许通过的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 310.50MPa实验压力下圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 93.25 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 2.50682MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 63.41 MPa [σ]tφ 144.50 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt结论筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合格延长部分兼作法兰固定式管板设计单位吉化集团机械有限责任公司设计计算条件简图设计压力p s 1.1 MPa设计温度T s80 C︒平均金属温度t s80 ︒C装配温度t o15 ︒C壳材料名称16MnR(热轧)设计温度下许用应力[σ]t170 MpaMpa程平均金属温度下弹性模量E s 2.038e+05平均金属温度下热膨胀系数αs 1.137e-mm/mm︒C05圆壳程圆筒内径D i800 mm 壳程圆筒名义厚度δs8 mm壳程圆筒有效厚度δse7 mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量E f’ 2.038e+05 MPa 壳程圆筒内直径横截面积A=0.25πD i2 5.027e+05 mm2壳程圆筒金属横截面积A s=πδs(D i+δs) 1.775e+04 mm2管设计压力p t 1.1 MPa箱设计温度T t-30 ︒C圆材料名称16MnDR筒设计温度下弹性模量E h 2.08e+05 MPa 管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)δh21 mm管箱圆筒有效厚度δhe 17 mm管箱法兰设计温度下弹性模量E t” 2.08e+05 MPa材料名称10(正火)换管子平均温度t t-30 ︒C 设计温度下管子材料许用应力[σ]t t112 MPa设计温度下管子材料屈服应力σs t187 MPa热设计温度下管子材料弹性模量E t t 1.912e+05 MPa 平均金属温度下管子材料弹性模量E t 1.94e+05 MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数αt 1.054e-05 mm/mm︒C 管管子外径d57 mm 管子壁厚δt 4 mm注：M M M M ws m f ()=-ξ∆1σσλμδr r a i P D =⎛⎝ ⎫⎭~2[]σr t []σrt σλμσδr a r i P D '~'=⎛⎝ ⎫⎭⎪21222-+-⎡⎣⎢⎤⎦⎥k m k m m ()[]σr t []σrt λta D P ~[]σr t []σrt。

蒸发器的设计计算

挥收器安排估计之阳早格格创做已知条件：工量为R22相对（1）挥收器结构参数采用（2）估计几许参数翅片为笔曲套片，思量套片后的管中径为沿气流目标的管间距为沿气流目标套片的少度为每米管少翅片表面积：每米管少翅片间管子表面积：每米管少总中表面积：每米管少管内里积：每米管少的中表面积：肋化系数：每米管少仄衡曲径的表面积：（3）估计气氛侧的搞表面传热系数①气氛的物性气氛的仄衡温度为②最窄截里处气氛流速③搞表面传热系数搞表面传热系数用小型造热拆置安排指挥式(4-8)估计（4）决定气氛正在挥收器内的变更历程根据给定的出进心温度由干气氛的焓干图可得正在气氛的焓干图上对接气氛的出进心状态面1战面2，并延少与鼓战睦线相接于面w，该面的参数是正在挥收器中气氛的仄衡比焓值析干系数（5）循环气氛量的估计进心状态下搞气氛的比体积循环气氛的体积流量（6）气氛侧当量表面传热系数的估计拆置安排指挥式（4-13）估计，叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的少对付边距离战短对付边距离之比肋合合下度为凝露工况下翅片效用为当量表面传热系数（7）管内R22挥收时的表面传热系数R22R22正在管内挥收的表面传热系数由小型造热拆置安排与指挥式（4-5）估计.估计查的R22则R22的总品量流量为R22正在管内的品量则总流利里积为每根管子的灵验流利截里积挥收器的分路数分离分液器的本量产品现状，与分路数为Z=2每一分路中R22的品量流量为每一分路中R22正在管内的本量品量流速为于是（8）传热温好的收端估计（9）传热系数的估计（10近，故假设灵验，可用（11）挥收器结构尺寸的决定挥收器所需的表面传热里积挥收器所需传热管总少本量迎风里积为目标的每排管子数为深度目标为4排，同安插48根传热管，故传热管的本量总少为传热管的本量内表面传热里积为底下估计挥收器的本量中表面积48U由于管径很小，伸出部分换热不妨忽略没有计.1为141片翅片的总中表面积套片管的总中表面积根据“估计单元”估计的总中表面积惟有二者有一定好异，然而是正在缺面范畴之内.综上分解安排，不妨定出翅片结构参数如下：（12）气氛侧阻力估计气氛侧阻力估计根据小型造热拆置安排与指挥式（4-10战4-12）举止.4-21）决定，。

蒸发器热力计算

风冷式蒸发器换热计算一、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 e =31000W 蒸发温度：t k =－1℃回风干球温度：t a1=7℃，湿球温度t s1=6℃ 送风干球温度：t a1=4℃，湿球温度t s1=3.6℃ 工质质量流速：g ＝140 kg/(m 2*s) 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：光管铜管竖直方向间距：S 1＝25.4mm 铜管水平方向间距：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）确定空气在蒸发器内的状态变化过程：进风点：h1＝20.74kJ/kg ，d1＝5.5g/kg 出风点：h2＝16.01kJ/kg ，d2＝4.8g/kg在湿空气焓湿图上连接状态点1和2，并延长与饱和空气线相交于饱和点4，如图：饱和点：h4＝11.65kJ/kg ，d4＝4.2g/kg ，t4＝1.2℃ 在蒸发器中空气的平均焓：)42ln(2143h h h h h h --+=＝18.09 kJ/kgd3＝5.1g/kg ，t3＝5.3℃ 析湿系数：434346.21t t d d --+=ξ＝1.5493) 空气侧换热系数迎面风速假定：f w ＝2.1 m/s最窄截面处风速：))(/(11max b f f f f d S S w S S w --=δ＝3.64m/s 蒸发器空气入口干球温度为：t a1＝7℃ 蒸发器空气出口干球温度为：t a2＝4℃确定空气物性的温度为：2/)(21a a m t t t +=＝5.5℃ 在t m ＝5.5℃下，空气热物性：v f =13.75×10－6m 2/s ，λf =0.02477W/mK ，ρf =1.268kg/m 3，C Pa ＝1.005kJ/(kg*℃) 空气侧的雷诺数：f eq f v d w /Re max = =805.73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 '=47.98 W/m 2K 其中：362)(103)(000425.0)(02315.0518.0eqeqeqd d d A γγγ-⨯-+-=＝0.1852⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-=1000Re 24.036.1f A C ＝0.216 eq d n γ0066.045.0+=＝0.59311000Re 08.028.0f m +-=＝-0.2155铜管差排的修正系数为1.1，开窗片的修正系数为1.3，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)'oo αα=×1.1×1.3＝68.62 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--=＝0.812空气侧当量换热系数为：s o f ηξαα=＝85.81 W/m 2K 4）冷媒侧换热系数设R22进入蒸发器的干度x 1＝0.16，出口蒸发器时x 2＝1.0，则R22的总流量为：)(12x x r Q G er -== 0.17901 kg/sR22的总流通截面：gG A r==12.7866×10－4 每根管子的有效流通截面：42i i d A π=＝6.1067×10－5蒸发器的分路数：iA AZ =＝20.9 取Z ＝21 每一分路的R22流量：ZG G rd =＝0.008524 kg/s R22在管内蒸发时换热系数可按下式计算：343.02.02.0i 6.0g 7.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=cr c ii P P d q α＝8.3766q i 0.6（如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2）由于R22与润滑油能相互溶解，可忽略管内侧污垢。

蒸发器计算

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9.5 9.6 9.7
冷水平均流速：水侧雷诺数：管外给热系数：
ω = W/Fm= Rew = do· ω· ρ /μ = 0
0.000000
m/s
α o =0.23(λ o/do)Rew0.6Pr1/3(μ /μ w)1.4 = 10. 管程阻力计算： 10.1 阻力沸腾数： KF = 10.2 阻力系数： fTP =11.294(Relo2/KF)-0.159(ρ l/ρ g)-0.693(e/di)0.296(2β /π )0.104 = 10.3 局部阻力降：流入管口处的当量长度： [le]i = 20di = 流出管口处的当量长度： 10.4 总管长： 10.5 平均密度： 10.6 沿程总阻力： Δ Pt = [le]o = 2[le]i = L = Z(l+[le]i+[le]0) = ρ m= ρ lρ g/[(1-Xm)ρ g+Xmρ l ]= fTP· Gr2· L/(ρ m· di ) = Δ tE = Δ P t /Δ p =
p
Pa m
= 0.3164Rep-0.25=
2
Δ Pp = δ p· ρ Ub ·l/2de = Δ P =B*( NbΔ Pb+(Nb+I)Δ Pc+Δ Pp )=
Pa Pa
tE1= tz+Δ tE = tE2 = tz = 第 3 页
#DIV/0! 2.000000
℃ ℃
对数平均温差： Δ tm=[(t1-tE1)-(t2-tE2)]/ln[(t1-tE1)/(t2-tE2)]= 13. 总传热系数计算：水侧污垢系数：管壳程传热影响系数：
Ub = W/F2 = Δ Pb = 0.103ρ ·Ub = Uc = W/F1 = Rec = Uc· do· ρ /0 0.000000 0.000000 #DIV/0! #DIV/0! 0.010054 0 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!

蒸发器的设计计算

蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ︒=70，进口空气的干球温度为C t a ︒=211，湿球温度为C t b ︒=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ︒=132，湿球温度为C t b ︒=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。

（1）蒸发器结构参数选择选用mm mm 7.010⨯φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。

（2）计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为mm d d f o b 4.102.02102=⨯+=+=δ沿气流方向的管间距为mm s s 65.21866.02530cos 12=⨯=︒=沿气流方向套片的长度为mm s L 6.8665.21442=⨯==设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+⨯=+= 每米管长翅片表面积：f b f s d s s a 100042221⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=π ()5.210004.10414.365.212522⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯= m m 23651.0=每米管长翅片间管子表面积：ff f b b s s d a )(δπ-=()5.210002.05.24.1014.3⨯-⨯⨯= m m 203.0=每米管长总外表面积：m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+=每米管长管内面积：m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=⨯-⨯==π每米管长的外表面积：m m d a b b 2003267.00104.014.3=⨯==π肋化系数：63.14027.03951.0===iof a a β每米管长平均直径的表面积：m m d a m m 202983.020086.00104.014.3=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯==π（3）计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性空气的平均温度为C t t t a a f ︒=+=+=1721321221 空气在下C ︒17的物性参数3215.1m kg f =ρ()K kg kJ c pf ⋅=1005704.0=rf Ps m v f 61048.14-⨯=②最窄截面处空气流速()()()()s m s s s s w w f f f d fb 58.52.05.25.24.102525311max =--⨯=--=δ③干表面传热系数干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算15.04.00max 42618.00014.0--⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=bo of f a a v d w α15.04.0603267.03951.01048.140104.058.52168.00014.0---⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=00792.0=()()()km W P c w r pff ⋅=⨯⨯⨯==23232max 402.68704.0100558.5215.100792.0ραα（4）确定空气在蒸发器内的变化过程根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。

蒸发器计算

三、蒸发器的设计计算1 蒸发器进口空气状态参数当进口处空气干球为27℃，湿球温度19℃时，查湿空气的h-d图，得出蒸发器进口处湿空气的比焓值h1=55 kJ/kg，含湿量d=11g/ kg，相对湿度φ1=50%。

2 风量及风机的选择蒸发器所需要风量一般按每kW冷量取0.05m3/s的风量，故蒸发器风量q vq v= 0.05Q0= 0.05×5.25=0.2651m3/s=945 m3/ h则q v总=2 q v=1890m3/ h（两个系统）查亿利达风机样本，选SYZ9-7I型离心式风机，该风机的风量q v′为2000 m3/ h，全压H为216Pa，转速n=800r/min，配用电机功率P=250W，则机组的机外余压为50Pa。

3 蒸发器进、出口空气焓差及出口处空气焓值（1）蒸发器进、出口空气焓差△h= h1- h2= Q0/（ρq v′）=4.820/（1.2×0.56）=7.173（kJ/kg）（2）蒸发器出口处空气焓值h2h2= h1-△h=55-7.173=47.827（kJ/kg）设蒸发器出口处空气的相对湿度φ2=90%，则蒸发器出口处空气的干球温度t2g=15.6℃，含湿量d=10g/kg。

将h-d图上的空气进、出口状态点1、2相连，延长与饱和线相交，得t3=14℃，h3=39 kJ/kg。

4 初步确定蒸发器结构参数采用强制对流的直接蒸发式蒸发器，连续整体式铝套片。

紫铜管为d0=φ9.52mm×0.35mm，正三角形排列，管间距S1=25mm，排间距S2=21.65 mm，铝片厚δ=0.11 mm，片距S f=1.8 mm，铝片热导率λ=204W/（m·K）。

（1）每米管长翅片表面积αf=（S1 S2-πd02/4）×2×S f-1=（0.025×0.02165-0.09522×π/4）×2/0.0018=(0.00054125-0.000071144864)/0.0009=0.52233904(m2/m)(2) 每米管长翅片间基管外表面积αbαb=π（S f-δ）/ S f=π×0.00952×(0.0018-0.0011)/0.0018=0.0281(m2/m)(3) 每米管长总外表面积αofαof=αf+αb=0.52233904+0.0281=0.551(m2/m)(4) 每米管长内表面积αiαi=πd i l=3.14×0.00882×1=0.0276948(m2/m)(5) 肋化系数ββ=αof/αi=0.551/0.0276948=19.9(6) 肋通系数αα=A of/NA y=αof / S1=0.551/0.025=22.04(7) 净面比ε(指最窄流通面积与迎风面积之比)ε=(S1-d0)(S f-δ)/( S1 S f)=(0.025-0.00952)(0.0018-0.00011)/(0.025×0.0018)=0.024048×0.00169/(0.025×0.0018)=0.903(8) 结构设计传热面积、管长及外形尺寸取沿气流方向管排数N=3，蒸发器分上下两个系统，迎面风速取ωf=2m/s，则A、最小截面流速成ωmax=ωf/ε=2/0.903=2.22（m/s）B、迎风面积A y= q v′/ωf=1000/（3600×2）=0.139 （m2）C、总传热面积A of=A yαN=0.139×22.04×3=9.191 （m2）D、所需管长L=A of/αof=9.191/0.551=16.68（m）E、蒸发器高度H取蒸发器高度方向为12排，则H=12 S1=12×0.025=0.3（m）F、蒸发器长度L=A y/H=0.139/0.3=0.465 （m）G、蒸发器宽度B=NS2=3×21.65=0.65 （m）(9) 传热温差θm= （t1g—t2g）/[ln（t1g—t0）/（t2g—t0）] ℃=（27—15.6）/[ln（27—7）/（15.6—7）] ℃=13.51℃(10) 所需传热面积取总的传热系数K=43.5W/(m2·K)，所需传热面积A0= Q0/ （Kθm）=5250/（43.5×13.51）=8.935 （m2）＜A of(11) 空气侧流动阻力凝露工况下，气体横向流过整套叉排管簇时的阻力可按下式计算△p=1.2×9.81A(B/d e)(ρωmax)1.7ψ对于粗糙(冲缝)的翅片表面，A=0.0113当量直径d e=2(s1—d0)(s f—δ)/[( s1—d0)+( s f—δ)]=2×(25-9.52)(1.8-0.11)/[ (25-9.52)+ (1.8-0.11) ]=3.047(mm)B为蒸发器宽度65 mm，空气密度ρ=1.2kg/m3，凝露工况下取ψ=1.2，则△p=1.2×9.81×0.0113×(65/3.047) ×(1.2×2.22) 1.7×1.2Pa=18.6 Pa＜90Pa 故选择的SYZ9-7I离心风机能满足压头要求。

（完整版）蒸发器的设计计算

（完整版）蒸发器的设计计算蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ?=70，进口空气的干球温度为C t a ?=211，湿球温度为C t b ?=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ?=132，湿球温度为C t b ?=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。

（1）蒸发器结构参数选择选用mm mm 7.010?φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。

（2）计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为mm d d f o b 4.102.02102=?+=+=δ沿气流方向的管间距为mm s s 65.21866.02530cos 12=?=?=沿气流方向套片的长度为mm s L 6.8665.21442=?==设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+= 每米管长翅片表面积：f b f s d s s a 100042221?-?=π ()5.210004.10414.365.212522-??= m m 23651.0=每米管长翅片间管子表面积：ff f b b s s d a )(δπ-=()5.210002.05.24.1014.3?-??= m m 203.0=每米管长总外表面积：m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+=每米管长管内面积：m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=?-?==π每米管长的外表面积：m m d a b b 2003267.00104.014.3=?==π肋化系数：63.14027.03951.0===iof a a β每米管长平均直径的表面积：m m d a m m 202983.020086.00104.014.3=??+?==π（3）计算空气侧的干表面传热系数①空气的物性空气的平均温度为C t t t a a f ?=+=+=1721321221 空气在下C ?17的物性参数3215.1m kg f =ρ()K kg kJ c pf ?=1005704.0=rf Ps m v f 61048.14-?=②最窄截面处空气流速()()()()s m s s s s w w f f f d fb 58.52.05.25.24.102525311max =--?=--=δ③干表面传热系数干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算15.04.00max 42618.00014.0--+=bo of f a a v d w α15.04.0603267.03951.01048.140104.058.52168.00014.0---??+=00792.0=()()()km W P c w r pf=23232max 402.68704.0100558.5215.100792.0ραα（4）确定空气在蒸发器内的变化过程根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。

(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

三效并流蒸发器的设计

三效并流蒸发器的设计：处理量（㎏/h ）4500，初始温度为20℃，初始浓度5%，完成液浓度为40%，加热蒸汽压强为5at(绝压)，末效真空度为600mmHg(表压)，试计算所需的蒸发器的传热面积。

解：1、计算总蒸发量：W=F(1-X 0/X 3=4500(1-0.05/0.40)=3937.5㎏/h 2、估算各效蒸发量：假设：W 1:W 2:W 3=1:1.1:1.2 W=W 1+W 2+W 3=3.3W 1=3937.5 W 1=1193㎏/h W 2=1312㎏/h W 3=1432㎏/h3、估算各效浓度： X 1=1W -F X F ⨯=(4500×0.05)/(4500-1193)=0.068X 2=4500×0.05/(4500-1193-1312)=0.113 X 3=0.44、分配各效压强假设各效间压降相等P 1=5×98.07+101.33=592KPaP K =101.33-600×133.32×10-3=21KPa ΔP=(592-21)/3=571/3=190KPa则各效蒸发室的压强（二次蒸汽压强）为： P 1/=P 1-ΔP=592-190=402KPaP 2/=P 1-2ΔP=592-2×190=212KPa P 3/=P K =21KPa由各效二次蒸汽压强查水蒸汽表可得相应的二次蒸汽温度和气化潜热如下表：5、计算各效传热温度差损失（一）、由于蒸汽压下降引起的温度差损失Δ/ 根据二次蒸汽温度和各效完成液的浓度，由氢氧化钠的杜林线图可查的各效溶液的沸点分别为：沸点：t a1=146℃ t a2=125℃ t a3=87℃ 由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失为： Δ1/=146-143.6=2.4℃ Δ2/=125-121.9=3.1℃ Δ3/=87-60.7=26.3℃∑∆/=2.4+3.1+26.3=31.8℃(二)、由于静压强引起的温度差损失P m =p /+ρg L/2取液位高度为2米（即加热蒸汽管长度）由溶液的沸点和各效完成液的浓度查表可得各效溶液的密度ρ1=991㎏/m 3ρ21056㎏/m 3ρ31366㎏/m 3P 1=402+991×9.81×2/2/1000=412KPa P 2=212+1056×9.81×2/2/1000=222kpa P 3=21+1366×9.81×2/2/1000=34kpa对应的各效溶液（水）的温度分别为：144.4℃ 123.3℃ 69.9℃∑∆//=t m /-t pΔ1///=144.4-143.6=0.8℃ Δ2///=123.3-121.9=1.4℃ Δ3///=69.9-60.7=9.2℃∑∆//=0.8+1.4+9.2=11.4℃(三)、流动阻力引起的温度差损失Δ///∑∆///=06、计算总温度差损失∑∆=31.8+11.4=43.2℃7、计算总传热温度差∆t=T 1-T K -∑∆=158.1-60.7-43.2=54.2℃8、计算各效溶液的沸点及各效加热蒸汽的温度一效：t 1=T I /+ΔI =143.6+2.4+0.8=146.8℃ ： t 2=121.9+3.1+1.4=126.4℃:t 3=60.7+26.3+9.2=96.2℃T2=t 1-(△1/+△1//+△1///)=146.8-3.2=143.6 T3=△t 3+t 39、计算加热蒸汽消耗量及各效蒸发水分量解方程组： W 1=1428㎏/h W 2=1420㎏/h W 3=1091㎏/h D 1=1508㎏/h 10、估算蒸发器的传热面积it ∆⨯=i ik Q SiΔt 1=T 1-t 1=158.1-146.8=11.3℃ 假设各效传热系数：K 1=1800W/(m 2k) K 2=1200 W/(m 2k) K 3=600 W/(m 2k)Q 1=D 1×R 1=15.8×2093×103/3600=8.77×105WQ 2=1428×2138×103/3600=8.48×105WQ 3=8.68×105WS 1=43.1m 2S 2=41.1m 2S 3=56.3m 211、有效温度差再分配∑∆∆+∆+∆=tt S t S t 332211S S =48.7m 2=∆1t 43.1/48.7×11.3=10℃ =∆2t 41.1/48.7×17.2=14.5℃ =∆3t 56.3/48.7×25.7=29.7℃12、重新计算各效浓度 X 1=0.073 X 2=0.136 X 3=0.414、计算各效蒸发量解方程组： W 1=1444㎏/h W 2=1393㎏/h W 3=1101㎏/h D=1523㎏/h 15、计算各效传热面积Q 1=8.85×105 S 1=49.2m 2Q 2=8.54×105 S 2=49.1M 2Q 3=8.47×105 S 3=47.5M 2m axm inS S -1=1-47.5/49.2=0.0346＜0.05 取平均面积S=(49.2+49.1+47.5)/3=48.6M 2 取S=1.1S=53.46=[54M 2]。

换热计算书(蒸发器)

换热器换热计算书设计换热器形式：560KW干式蒸发器适用制冷机组：水冷螺杆机组设计者：设计单位：设计日期：扬州一万制冷设备有限公司设计条件：结构形式：卧式壳管干式蒸发器制冷量：560KW介质类别：R22蒸发温度：2℃载冷剂进出口温度：12/7℃1.冷媒水水量qvq v=Q0/ρC p（t’1-t1”）=560/[1000*4.187*(12-7)]=0.0268m3/s壳体内径Di=488,流程数N=4,每一个流程平均管数Z=104,总管数Zt=416,管板厚度δB=34mm,折流板厚度δb=4mm,折流板数目Nb=15缺口高H=122mm,包含管数nb=120,折流板s1=160mm,间距s2=200mm管子为φ16*0.75的铜管,正三角排列,管距为16mm,壳体直径附近管数nc=23,管长l=2600mm.蒸发器外表面积F0F0=πd0Zt(l-2δB)=3.14*0.016*416(2.6-2*0.034)=52.9mm2有效传热面积F0’F0’=πd0Zt(l-2δB-Nbδb)=52mm22.管外换热系数的计算折流板平均间距s=[2s1+(Nb-1)s2]/(Nb+1)=[2*240+(15-1)*160]/15+1=0.170m横向流通面积AcAc=(Di-ncd0)s=(0.488-23*0.016)0.170=0.0243m2横向流速uc=qv/Ac=0.026/0.0243=1.1m/s纵向流速Ab=KD i2-n bπd02/4=0.154*0.4882-84*3.14*0.0162/4=0.02m2ub=qv/Ab=0.026/0.02=1.3m/s平均流速u=(ucub)0.5=1.19m/s管外换热系数冷却水的平均温度ts=(t’+t”)/2=9.5.根据此温度查水的特性Pr=9.73,运动粘性系数ν=1.282×10-6m/s,导热率λ=0.575W(m*C) Re f=ud0/ν=1.19*0.016/1.282×10-6=14852α=0.22λ/d0* Re f0.6 Pr0.33=0.22*1.19/0.016*(14582) 0.6 *9.730.33=10920W/m*℃3.管内换热系数计算设蒸发器内表面的热流密度qi>4000W/m2α1=57.8cq i0.6v m0.2/d i0.2查表得di=0.010m,c=0.02332每根管中的质量流量qm=qmt/Z=3/416=7.2×10-3Kg/svm=4qm/πd i2=0.0072*4/3.14*0.0162=36Kg/(m2*s)4.制冷剂流动阻力的计算及温差计算R22饱和蒸汽的流速为u”=4q mt/ρ”Zπd i2=(4*2.4)/(22.57*416*3.14*(0.0145))2=15.3m/sRe=u”di/ν”,蒸发器出口处的蒸发温度t=2℃,查的R22的参数为:ρ”=22.57KG/m3,普朗特数Pr=0.726,运动粘性系数ν”=0.5352×10-6m/s Re”=u”d1/ν”=15.3*0.0145/0.5352×10-6=414517沿程阻力系数ζ=0.3164/( Re”)0.25=0.3164/(414517)0.25=0.0125饱和蒸汽沿程阻力△p”1=(ζNl/2di*ρ”u”2)×10-6=0.0125*4*2600/14.5*1/2*22.57*4.782*10-6=0.002311MP两相流动时R22的沿程阻力△p”1为△ρ1=ψR△p”1=0.67*0.002311=0.0015Mpa△p=5△ρ1=5*0.0015=0.0075Mpa对数平均温差△t m在2℃附近,压力每变化0.1Mpa,饱和温度约变化5.5Mpa,,因此蒸发器进口处R22的温度t01=t02+5.5△p/0.1=2+5.5*0.0075/0.1=2.41对数平均温差△t m=[(t’-t01)-(t”1-t02)]/ln(t’1-t01)/(t”1-t02)=7.04传热系数K0及按内表面计算的热流密度qi取管内侧与管外侧的污垢系数均为2×10-6m2*℃/WK0=1/[(1/αi+γi)d0/di +δ/λ(d0/dm)+1/(α0+γ0)]迭代的q=12536w/m2K=qi(di/d0)/△tm=12536*14.5/16/7.04=1613W/m2*℃所需换热面积F=Q0/K0△tm=560*1000/1613*7.04=49.3m2原设计面积52.9m2比计算面积多出7%,可以达到设计要求裕量5%-10%.6.水侧阻力计算管外阻力由四部分组成，流经进出管口的阻力，流经折流板缺口的阻力，与管子平行流动时的阻力以及横掠管束时的阻力。

蒸发器设计计算

第三章蒸发器设计计算蒸发器主体为加热室和分离室，蒸发器的主要结构尺寸包括：加热室和分离室的直径及高度；加热管的规格、长度及在花板上的排列方式、连接管的尺寸。

这些尺寸的确定取决于工艺计算结果，主要是传热面积。

3.1加热管的选择和管数的初步估计3.1.1管子长度的选择根据溶液结垢的难易程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑。

本次设计选用外循环式蒸发器，国产外循环式蒸发器蒸发器的管长一般从2560到3000mm不等，具体参考《糖汁加热与蒸发》[1]第139页表6-1，再根据糖汁的黏度情况，选择加热管以及板管型号如下表3-1所示：表3-1加热选择参数所需要每端留出的剩余长度，则计算理论管子数n时的管长实际可以按以下公式计算：L=（L0-0.1）m=3-0.1=2.9 m前面已经计算求得各效面积A取500m2n= = =1307加热管的排布方式按正三角形排列，查《常用化工单元设备设计》[3]第163页表4-6，知道当管数为1303时，排布为a=19层，1307与1303相差不大，在这可以取19层进行计算。

其中排列在六角形内管数为 =1027根，其余排列在弓形面积内，如果按标准间距即管间距离54mm排列，则有四根管排不下，四根管的总面积为：A3=3.1415926×0.042×2.9×3=1.53 m2鉴于前面已经取1.11的安全系数，如果现在取1303根管，则总面积为：=500-1.53=498.47 安全系数为 K= =1.108在安全系数范围内，所以可以不要三根管，取1303根。

3.1.2加热壳体的直径计算D=t(b-1)+2eD-----壳体直径，m；t------管间距，m；b-----沿直径方向排列的管子数目；e-----外层管的中心到壳体内壁的距离，一般取e=(1.0～1.5)d0,在此取1.5。

b =2a-1=2×19-1=37D=0.054×(37-1)+2×1.5×0.042＝2.07m参考《糖厂技术准备第三册》[6]第198页表9-2,本次设计常用标准形式的外循环式蒸发器,型号为TWX-550,有关参数如下表所示取标准的壳体直径为2400mm，具体参数如下表3-2-1，3-2-2所示：表3-2-1外循环管蒸发器有关技术参数表3-2-2 管蒸发器有关技术参数3.3 分离室直径与高度的校核分离室的直径取决于分离室的体积，而分离室体积又与二次蒸汽的体积流量及蒸发体积强度有关。

R22风冷蒸发器计算书制冷

序号项目结果单位121点温度 t 112℃3 比焓 h 1428.63kJ/kg 62点温度 t 266.19℃7比焓 h 2462.5kJ/kg 103点温度 t 334.88℃11 比焓 h 3256.89kJ/kg 144点温度(蒸发温度) t 47℃15 比焓 h 4256.89kJ/kg 1920单位压缩功 w 0=h 2-h 133.87kJ/kg 21单位制冷量 q 0=h 1-h 4171.74kJ/kg 22单位冷凝热 q k =h 2-h 3205.61kJ/kg 23设计风量65000m 3/h 24设计冷量400kW 2526每排管管数N=192根;27管排数P=6排;288流程,分路数n=192;29片间距e=0.001814m;30管间距s 1=0.0254m;据此可得：本机采用铜管套铝片蒸发器，初步确定其结构参数如下：请根据制冷剂的类型和系统的设计工况选取合理的制冷剂热力参数。

过热度取5℃，过冷度取5℃。

制冷循环在压焓图上示意如图三（附表参数参考solkan软件）31排间距s 2=0.022m;32叠片长度L= 1.6m;33铜管内径d i =0.00923m;34铜管外径d o =0.00993m;35翅片厚度δ=0.000115m;3637每米肋管长的肋片表面积A f =(s 1*s 2-π*d o 2/4)*2/e 0.530628545m 238每米肋管长的肋片间基管外表面积Ap=π*d o *(e-δ)/e 0.029218629m 239每米换热管外表面的换热面积为A=A f +Ap 0.559847174m 240每米换热管内表面的换热面积为A i =π*di 0.0289969m 241肋化系数τ=A/A i19.3071390342肋通系数（每米肋管外表面积与迎风面之比）a=A/s 122.0412273243净面比（最窄流通断面积与迎风面之比）ε=(s 1-d o )(e-δ)/s 1/e0.57044965644总的换热面积 F=A*总换热管长1031.910311m 245迎风面积 Fy=N*s 1*L 7.80288m 246迎面风速 Vy=Q f /Fy/3600 2.313960429m/s 47最小流动截面的风速v=Vy/ε 4.056379744m/s 48空气流通段面的当量直径de=2*(s 1-d i )*(e-δ)/((s 1-d i )+(e-δ))0.003075383m4950进风干球温度t 132.7℃51进风湿球温度t s124.33℃52进风焓 i 172.88kJ/kg 53出风干球温度t 220.24℃54出风湿球温度t s219.11℃55出风焓 i 254.41846154kJ/kg 56机器露点 t 3℃57机器露点温度对应的焓i 3kJ/kg5859达到空气处理过程所需要的冷却效率η=(i 1-i 2)/(i 1-i 3)0.25331419460达到空气处理过程所需要的制冷量 Q 0=G*ρ*(i 1-i 2)400kW61空气处理过程中的析湿系数ξ=(i1-i2)/1.01(t1-t2) 1.46699445862空气的定性温度ta=(t 1+t 2)/226.47℃6364 （插值上值温度）20℃65 运动粘度系数ν（插值上值）0.00001506m 2/s 67 导热系数λ（插值上值）0.0259W/m/℃68 密度ρ（插值上值） 1.205kg/m370 （插值下值温度）30℃71 运动粘度系数ν（插值下值）0.000016m 2/s则:下面利用插值法求21.5℃的空气的热物性参数,查有关资料的20℃和30℃的空气的热物性参数为:根据给定的设计参数、室外参数和进风温度，可以计算蒸发器进出风状态点的参数如下:则:73 导热系数λ（插值下值）0.0267W/m/℃74 密度ρ（插值下值） 1.165kg/m37677运动粘度系数ν 1.56682E-05m 2/s 79导热系数λ0.0264176W/m/℃80密度ρ1.17912kg/m 38283雷诺数Re=v*de/ν796.194699984系数c1=1.36-0.24*Re/1000 1.16891327285l/de42.9214813386系数c2=0.518-2.315*(l/de)/100+4.25*(l/de)2/10000-3*(l/de)3/10000000.0701*******指数n=-0.28+0.08*Re/1000-0.21630442488指数m=0.45+0.0066*l/de0.73328177789管外空气侧换热系数αw=c1*c2*(λ/de)*(l/de)n *Re m 50.21569583W/m 2/℃9192m=(2ξαw/λf /δ)0.579.3446867793l=(a*s 1/2-r o )(1+0.805lg(a*s 1/2/r o ))正六边形肋片a=1.0650.01155978694湿工况下的肋片效率ηf =th(ml)/ml 0.78997788895空气侧肋管外表面的当量放热系数αae =1.1ξαw (ηf A f +A p )/A64.90230112W/m 2/℃9697插值法求蒸发温度为7.2℃时的系数A,按文献1的表7-109810 1.5410℃时99-10 1.22-10℃时10071.492101热流密度q i =制冷量/管内换热面积7484.037644W/m 2102制冷剂循环量G =制冷量/制冷剂单位制冷量 2.329102131kg/s 103制冷剂流速g =制冷剂循环量/分路数/铜管截面积181.2984237kg/s/m 2104则管内换热系数αb =0.95Bq i 0.6g 0.2di -0.22160.789555W/m 2/℃105106通过管壁和垢层的附加热阻取0.004107传热系数K=(1/αae +R f +τ/αb )-135.28208229W/m 2/℃108对数传热温差ΔT=((t 1-t 0)-(t 2-t 0))/ln((t 1-t 0)/(t 2-t 0))18.78632383℃109传热量Q=K*F*ΔT820.7657225kW 110下面对计算结果进行验证：112第58项与第107项的偏差：(Q-Q 0)/ Q 0 *100%105.1914306%求空气侧肋管外表面的当量放热系数计算管内换热系数αb =0.95Bq i 0.6g 0.2d i -0.2通过第111项和第112项的判定,所定的蒸发器结构参数是能满足空气处理过程要求的.计算传热系数K=(1/αae +R f +τ/αb )-1管外空气侧的计算:则21℃的空气的相关热物性参数为:提醒工况制冷剂R407C蒸发/冷凝5/54常规排数为4、6排，大风量小冷量场合可以考虑2排设计，不建议排数为奇数或6排以上的设计每英寸片数：14常规排数为12,14片/in，不建议密度为奇数提醒字体需要自己填入参数的表格需要注意替换的表格需要注意的表格可不填写表格迎面风速，全新风按1.2～1.8m/s设计，全回风按≤2.76m/s，混风机组按1.8m/s～2.76m/s工况普通全新风恒温恒湿273523可不填写19281753.5589.1147.45根据出风焓i2和可达到的出风相对湿度计算(一般情况下建议按90％的出风相对湿度)可不填写根据出风焓i2和可达到的出风相对湿度计算(一般情况下建议按90％的出风相对湿度)按客户参数反推得到，一般不得修改可不填写根据出风的绝对湿度和可达到的机器露点对应的相对湿度进行反推计算（一般情况下建98可不填写根据出风的绝对湿度和可达到的机器露点对应的相对湿度进行反推计算（一般情况下建9810201.4E-052E-050.02510.02591.247 1.20520301.5E-052E-050.02590.02671.205 1.165 14℃左右％的出风相对湿度)％的出风相对湿度)况下建议按98％的机器露点相对湿度）况下建议按98％的机器露点相对湿度）。

蒸发器设计说明书

蒸汽发生器课程设计说明书学院：核科学与技术学院姓名：邹宇飞学号：2011151127指导老师：孙中宁时间：2014年11月22日前言在压水堆核电站中，蒸汽发生器是一回路系统中的一个主要设备，具有尺寸大、重量重、设计、制造复杂、作用大的特点，再设计和制造方面被称为当代热交换器技术的最高水平。

长期以来国际上压水堆核电站蒸汽发生器经常发生传热管腐蚀破损，在可靠性上存在严重问题，是核蒸汽供应系统的唯一致命弱点，保证蒸汽发生器的制造质量有助于提高其安全可靠性。

由于蒸汽发生器制造相当复杂，技术密集程度高，要求制造质量符合设计说明书上的要求，因此，设计说明书在蒸汽发生器的制造过程中就尤为重要。

本设计说明书是针对压水堆设计的立式U 型管自然循环蒸汽发生器。

作者在参考了孙中宁老师编写的《“蒸汽发生器”课程设计指导书》和《核动力设备》，在阅读了大量文献后，提出了蒸汽发生器的一种新的方案设计，并进行了论证。

通过强度计算和结构设计，确定了蒸汽发生器的结构尺寸，然后分别进行了蒸汽发生器的热力计算、水动力计算，希望能获得更佳的设计方案。

由于编者水平有限，实践经验不足，加之时间仓促，设计说明书中难免有疏漏和错误之处，诚恳希望读者批评指正。

邹宇飞2014年11月于哈尔滨目录第一章绪论 (02)第二章蒸汽发生器的设计与计算 (02)2.1 根据热平衡确定换热量 (02)2.2 管径的选取以及传热管面积确定 (03)2.3 管束结构的计算 (05)2.4 强度计算 (06)2.5 一回路水阻力计算 (09)2.6 二回路水循环阻力计算 (11)2.7 运动压头计算 (17)2.8 循环倍率的确定 (18)第三章结论与评价 (18)第四章参考文献 (19)附录1 蒸汽发生器热力计算表附录2 蒸汽发生器水力计算表附录3 蒸汽发生器强度计算表第一章绪论蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。

在核反应堆中，核裂变产生的能量由冷却剂带出，通过蒸汽发生器将热量传递给二回路工质，使其产生具有一定温度一定压力和一定干度的蒸汽。

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