各种翅片式蒸发器的设计计算

已知条件

进口空气干球

温度

27℃进口空气湿球

温度

19.5℃R22蒸发温度5℃出口空气干球

温度

17.5℃出口空气湿球

温度

14.6℃大气压力101.32Pa 制冷量11600W (1)结构参数

直径10mm 紫铜管，正三角形叉排

厚度0.7mm

翅片厚0.2mm铝平直套片翅片热导率237W/(m*K)

翅片间距 2.2mm

垂直流动方向

管间距

25mm

管排数4

迎面风速 2.5m/s

(2)几何参数

管外径10.4mm

内径8.6mm

沿气流流动方

向管间距

21.65063509mm

沿气流方向套

片长度

86.60254038mm

每米管长翅片

外表面面积

0.414833829m^2/m

每米管长翅片

间管子表面面

积

0.029702331m^2/m

每米管长总外

表面面积

0.44453616m^2/m

每米光管长外

表面面积

0.032672564m^2/m

每米管长内表

面面积

0.027017697m^2/m

每米管长平均

直径处表面面

积

0.02984513m^2/m

(3)空气侧干表面传热系数

空气平均温度22.25℃查此温度下空气物性

空气密度 1.1966kg/m^3

比定压热容1005J/（kg*K)

普朗特数0.7026

运动粘度0.00001588m^2/s

最窄界面处空

气流速

4.70890411m/s

空气雷诺数3083.917049

传热因子0.008516558

空气侧干表面

传热系数

61.02300331W/(m^2*K)

(4)空气在蒸

发器内的状态

变化过程

进口空气焓值55.6kJ/kg查焓湿图出口空气焓值40.7kJ/kg

进口空气湿度11.1g/kg

出口空气湿度9.2g/kg

露点焓值29.5kJ/kg

露点温度9℃

露点湿度7.13g/kg

空气平均比焓47.11184481kJ/kg

平均温度21.4℃

平均湿度10g/kg

析湿系数 1.569370968

(5)循环空气

量

循环空气量2802.684564kg/h

空气比体积0.866080411m^3/kg

空气体积流量2427.350198m^3/h

（6）空气侧

当量表面传热

系数

A25mm

B25mm

ρ' 2.574338543

肋片折合高度0.010895963m

肋片参数63.56754266m^-1

凝露工况下翅

片效率

0.865785468

当量表面传热

83.77312878W/(m^2*K)系数

(7)管内R22蒸

发时表面传热

系数

饱和液体比定

1.198kJ/(kg*K)压热容

饱和蒸气比定

0.658kJ/(kg*K)压热容

饱和液体密度1267.4kg/m^3

饱和蒸气密度25.53kg/m^3

汽化潜热201.16kJ/kg

饱和压力583.78kPa

表面张力0.0112N/m

液体动力粘度0.000256Pa.s

蒸气动力粘度0.00000842Pa.s

液体热导率0.093W/(m*K)

蒸气热导率0.0109W/(m*K)

液体普朗特数 3.29

蒸气普朗特数0.735

进口干度0.16

出口干度1

热流密度11.8kW/m^2

质量流速100kg/(m^2*s)

R22总质量流

247.138028kg/h

量

总流通截面积0.000686495m^2

每根管子有效

5.8088E-05m^2

流通截面面积

蒸发器分路数11.81817162

分路数取整11

每一分路R22

22.46709346kg/h

在管内实际流

量

每一分路R22

107.4379238kg/(m^2*s)在管内实际流

速

B00.000545988

C00.109629036

Frl0.085263525

雷诺数1515.881956

hl140.3211061

C1 1.136

C2-0.9

C3667.2

C40.7

C50.3

Ffl 2.2

管内R22蒸发

时表面传热系

数

2533.880021W/(m^2*K)

(8)传热温差

的初步计算

传热温差16.80482565℃不计R22阻力(9)传热系数

翅片侧污垢热

阻，管壁导热

热阻，翅片与

管壁接触热阻

0.0048m^2*K/W

传热系数43.04702256W/(m^2*K)

（10）核算假

设的热流密度

值

管外热流密度723.397709W/m^2

管内热流密度11902.43719W/m^2

偏差0.87%偏差足够小，假设有效

（11）蒸发器

结构尺寸

所需内表面传

热面积

0.983050847m^2

所需外表面传

热面积

16.03543923m^2

所需传热管总

长

36.07229441m

迎风面积0.269705578m^2

蒸发器宽980mm

蒸发器高275mm

实际迎风面积0.2695m^2

垂直于气流方

向每排管数

11

换热管实际总

长

43.12m

传热管实际内

表面传热面积

1.165003087m^2

换热面积裕度18.51%

传热管长度裕

度

19.54%接近20%的裕度