《制冷原理》壳管式冷凝器计算程序

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%卧式壳管式冷凝器的计算程序%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%假设热流密度q00=13000w/m2,热负荷300KW,设管程数*单管长NLe=N*Le,d0是外径,di 是内径,u是水流速,每一管程的管子

%%%%数Z=135，水密度q1=1000，水的比热c=4.174*10^3

q00=13000;W=300000;x1=3.14;d0=0.019;di=0.017;u=1.7;q1=1000;c=4.174*10^3;

%%%冷却水的体积流量,冷却水的温升t=10度，qVs=W/q1/c/t

t=10;

qVs=W/q1/c/t

%%%传热的对数平均温差tm=(△tmax-△tmin)/ln(△tmax/△tmin)

tm=15.3;

%%%每一管程的管子数

Z=4*qVs/x1/di^2/u

%%%水的实际流速

Z=round(Z);

u=4*qVs/x1/di^2/Z

%%%传热面积

A0=W/q00

%%%管程数*单管长

NLe=A0/x1/d0/Z;

%%%列出N=2、4、6、8时的Le/Di(设变量为ld)的值，选出合适的N,(s=(1.25-1.3)d0)

N=2;Le2=NLe/N;NZ2=N*Z;Di=1.3*(2.08*d0)*NZ2^0.5;ld=Le2/Di

N=4;Le4=NLe/N;NZ4=N*Z;Di=1.3*(2.08*d0)*NZ4^0.5;ld=Le4/Di

N=6;Le6=NLe/N;NZ6=N*Z;Di=1.3*(2.08*d0)*NZ6^0.5;ld=Le6/Di

N=8;Le8=NLe/N;NZ8=N*Z;Di=1.3*(2.08*d0)*NZ8^0.5;ld=Le8/Di

%%%将上面计算的NZ值带入下面程序

NZ=NZ8;N=8;

%%%冷凝水的定性温度tf=(t1+t2)/2,冷却水进口温度45度，出口55度，故tf=50度

t1=45;t2=55;tf=(t1+t2)/2;

%%%查水热物性表，知道50度下，水的运动粘度v=0.556*10^-6,Pr=3.54,导热率r=64.8*10^-2 v=0.556*10^-6;Pr=3.54;r=64.8*10^-2;

%%%雷诺数Re=u*di/v,u是水流速

Re=u*di/v;

%%%管内传热系数

Re

ai=0.023*r*Re^0.8*Pr^0.4/di

%%%带入c语言程序求最外管排数

%%%以下是计算平均管排数

nm=NZ^4/(2*1^0.75+2*2^0.75+2*3^0.75+2*4^0.75+2*5^0.75+11*6^0.75+8*7^0.75)^4

%%%以下是计算管外表面传热系数的公式,重力加速度g=9.18，蒸汽凝结潜热rr=134.7579*10^3，液体密度q=526.45，液膜热导率r1=0.078，液体的动力粘度uu=103.02*10^-6

g=9.18;rr=134.7579*10^3;q=526.45;r1=0.078;uu=103.02*10^-6;

a0=0.725*(g*rr*q^2*r1^3/uu/d0/nm^(2/3))^0.25

%%管外热流密度计算,管外热绝缘系数R0=0.9*10^-4,管内热绝缘系数Ri=0.9*10^-4,壁厚b=0.002;铜的热导率r2=398,公称直径dm=0.018

R0=0.9*10^-4;Ri=0.9*10^-4;b=0.002;dm=0.018;r2=398;

qq=1/((1/ai+Ri)*d0/di+b*d0/r2/dm+R0)

%%%将方程带入c语言求tw和qq

%%%传热的对数平均温差tm=15.3,传热系数K0=qq/tm

qq=13330.9;

tm=15.3;K0=qq/tm

%%%计算传热面积和管长

A0=W/qq

%%%有效冷凝管长

Le=A0/x1/d0/NZ

%%%水侧流动阻力系数的确定

ss=0.3163/Re^0.25

%%%水侧流动阻力的确定水的密度q1=1000,实际冷凝管长l=1.22m

q1=1000;l=1.22;

dp=0.5*q1*u^2*(ss*N*l/di+1.5*(N+1)) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%卧式壳管式冷凝器的计算程序%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%《制冷原理与应用》-机械工业出版社187页，冷凝器设计过程计算程序，河南科技大学制冷10级，2014年5月19日