制冷课程设计 徐向均 081307104(3)

2019-03-27 18:20

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

?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

14


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