查得冰山牌6A W-17型制冷压缩机的标准制冷量Q02=384 kW,在t0=0℃,tk=40℃时,从换算系数表查得冷量换算系数ki=1.84,该台制冷机换算后的制冷量为:
Q0b2=kiQ02=1.84×384=707kW
确定选用冰山牌6W-17型制冷压缩机各2台,其制冷量为:
Q0=Q0b1×2=707×2=1414kW>1250kW,满足要求。
2)确定制冷压缩机配用的电动机功率
(1)理论功率Pth:
Pth=MR2wth=?(2)指示功率Pi:
PkP0?1.55490.4294?3.6,查《制冷技术》取得ηi=0.75
[5]
7071130?(1980-1790)?118.9kW
Pi=
(3)轴功率Pe:
Pth?i?118.90.75?158.53 kW
从《制冷技术》取ηm=0.85,则
Pe=
Pi?158.530.85?186.5 kW
?m查有关资料得6W-17型制冷压缩机配用的电动机功率为200W,故满足要求。
3.3.3 计算节流阀公称直径
G=2CoA?C*?pV
式中A通道截面积 ρc截流阀前液体的密度 ⊿pv截流阀前后的压力差 Co流量系数 取0.35;⊿Pv=15.3-3.0=12.3bar=12.3×10Pa ;ρc=579.47kg/m
?42?0.35?3.14Dn253
Gmax=2Co?Dn2?c?Pv=
579.47?12.3?1054=10373.4Dn2
又因为 Gmax?q0≥Qo 所以 10373.4Dn2?1125?1250
Dn?10.3 mm ?3.14222A=?Dn??10.3?83.3mm 44
选择Dn时,一般考虑使Gmax在1.5—2.0Qo之间 所以取Dn为14mm 所以G=10373.4? Dn2=10373.4?(14?10?3)=2.03kg/s=19.16m/s
10
23
由下表可确定浮球式膨胀阀的公称直径为32mm
表1 浮球式膨胀阀规格
公称直径Dg(㎜) 流量(L/min)
10 0~3
15 3.78
20 7.56
25 11.3~15
32 18.9~28.4
3.4 卧室壳管式蒸发器设计
采用满液式卧式壳管蒸发器,传热管采用Φ32?3.0mm的无缝钢管,排列采用正三角形错排,冷冻水流速为1.5m/s。
[6]
3.4.1 计算冷冻水侧放热系数
根据冷冻水平均温度t?3
t1?t22-62
?5?102?7.5℃查水的物性参数为:
ρ=999.8 kg/m,ν=1.427×10m/s,λ=0.568 W/(m·k),Pr=10.56,cp=4.196kJ/(kg·k), Re?wdvw?1.5?0.0321.427?10?6?33637?10000,属于紊流。
则水侧放热系数为:
?n?0.22??dwRepr0.60.33?0.22?0.5680.032?336370.6?10.560.33?4421W/(m2?k)
3.4.2 计算制冷剂侧的放热系数
β=
根据t0=0℃查物性表得: 1T0?1273?03?3.66?10?3,λ=0.551 W/(mk),v=1.789×10m/s,Pr=13.67
2-62
Grpr?g??tdwpr?2?9.81?3.66?10?3?2?0.032-63?13.67(1.789?10)2?5.39?106?108
则制冷剂侧放热系数为:
Nu?0.53(Grpr)0.25?0.53?(5.39?10?13.67)60.25?49.1
?w??Nudw?0.5533?49.10.032?849W/(m2?k)
3.4.3 计算传热系数
K?(?(18491??w??????n)?1?0.00043?0.000123?0.0320.026?4421
)?1?512W/mk2 11
3.4.4 计算蒸发器的传热面积
传热温差
?t?t1?t2lnt1?t0t2?t0??10?5ln10?05?03?7.21℃
传热面积 A?QoK?tm1250?10474.4?7.21?365.5m2
3.4.5 计算载冷剂循环量
M?Q01000cp(t1?t2)?3600?
350?3600?60.2m/h
31000?4.186?(10?5)3.4.6 蒸发管计算
冷冻水流速对氨蒸发器一般取1.0到1.5m/s,所以取管内水流速V=1.5m/s,则每一流程的管子根数n为:
n?M60.2?4?d?A2n?4??20.997,取n=21
?0.026365.52?1.5?3600蒸发管总长度 L??dwL???0.032?3637.5m
总根数 流程数
?559.6,取N?560 6.5560Z???7.5,取流程数Z?8
n75N?l.NA??dwlN?3.14?0.032?6.5?560?355.5m
2
3637.5实配蒸发面积
2选用DWZ-360型卧式蒸发器,传热面积为360m。水泵选用200QJ潜水泵,流量为200m3/h。
3.5 冷凝器计算
选用立式壳管式冷凝器,冷却水进水温度为32℃,出水温度为36℃,冷却水流速为1.5m/s。传热管采用Φ32?3.0mm的无缝钢管,排列采用正三角形错排。
3.5.1 冷凝器热负荷计算
Qk=MR(h2-h3)=0.3×(1980-660)=396KW
3.5.2 估算冷凝器传热面积与水量
传热温差
?tm?t2?t1ln2
tk?t1tk?t2?ln440?3240?36=5.78℃
查表取K=800W/(m·K),则
A?QkK?t?1465?103800?5.78?316.8m 12
2
管子根数 n?A?dwH?316.80.032?5.18???608.7
水流量 M?Qk1000C(tw2p14653?3600??3600?315.0m/h?tw1)1000?4.186?(36?32)3.5.3
水侧放热系数计算
?n?Bwd0.80.2n
; B?1395.6?23.26t; t?tw1?tw22
式中 tw1——冷却水进水温度(℃); tw2——冷却水出水温度(℃); B——系数;
w——载冷剂流速,取1.5m/s; dn——管道内直径(m);
B?1395.6?23.26t?1395.6?23.26?32?362?2186.4
则
?n?2186.4?1.50.80.20.026?6275.1W/mk
2
3.5.4 制冷剂侧放热系数计算
根据tk=40℃查物性表得:
γ=1098.71 kJ/kg,λ=0.4371 W/(mk),ρ=579.5 kg/m,μ=1.152×10-4 pa·s
2
3
?w?0.725Bd
?0.25n(tk?two)?0.25?0.725?7146.6?0.026?0.25(40?two)?0.25?12903.140?two)?0.25根据热平衡原理得:
?w?d0(tk?two)??n?dn(two?tw)
12903.1(40?two)?0.25?0.032(40?two)?6275.1?0.026(two?33.5)
解得壁温为:two=38.2℃ 则制冷剂侧放热系数为:
?w?12903.1(40?two)?0.25?12903.1(40?38.2)?0.25?11139.7W/(m?k)
23.5.5 传热系数计算
K=[111139.7?0.0006?0.0320.026(0.00043?16275.1)]?1?706.6W/(m?K)
23.5.6 计算传热面积
所需面积:
A?QKK?t?1465?103706.6?5.78?358.7m
13
2
管子根数: n?A?d0H?358.70.032?5.18?3.14?690
校核单位面积热负荷:qf?
QKA?1465358.7?4084.2Wm
2选用冰山牌LNA-370型立式冷凝器1台,每台冷凝器传热面积为370m2。
参考图纸:
冷冻机房布置图
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