合肥工业大学本科毕业设计
毕业设计
设计题目 双冷源冷水机组设计
学生姓名 李杰
学 号 20111368
专业班级 热能与动力11-4班
指导教师 王铁军
院系名称 机械与汽车工程学院
2015年 06 月12日
24匹风冷/蒸气压缩双冷源冷水机组设计 目 录
摘要: .............................................................................................................................. 1 ABSTRACT: .................................................................................................................. 2 1 绪 论.......................................................................................................................... 3
1.1 引言 ................................................................................................................. 3 1.2 发展状况及前景 ............................................................................................. 3 2 制冷系统设计 ............................................................................................................ 5
2.1 方案确定 ......................................................................................................... 5 2.2 本设计的题目与数据 ..................................................................................... 6
2.2.1设计题目............................................................................................... 6 2.2.2设计工况............................................................................................... 6 2.2.3研究内容............................................................................................... 6 2.3 相关参数设定 ................................................................................................. 6
2.3.1制冷单元性能工况............................................................................... 6 2.3.2蒸发温度和冷凝温度确定................................................................... 6 2.4 制冷剂的选择 ................................................................................................. 7 2.5制冷循环热力计算.......................................................................................... 8 2.6压缩机的选型................................................................................................ 10 3 制冷单元换热器设计计算 ...................................................................................... 12
3.1空气进出口冷凝器的温差及风量................................................................ 12
3.1.1冷凝器的对数平均温差..................................................................... 12 3.1.2冷凝器风量风机计算......................................................................... 12 3.2冷凝器结构的设计........................................................................................ 12
3.2.1初步设计............................................................................................. 12 3.2.2空气侧传热系数计算......................................................................... 13 3.2.3管内R410A冷凝时表面传热系数 ................................................... 15 3.2.4计算所需传热面积............................................................................. 15 3.2.5风侧阻力计算..................................................................................... 17
4 制冷单元蒸发器设计计算 ...................................................................................... 18
4.1冷冻水流量计算............................................................................................ 18 4.2冷量负荷及介质流量.................................................................................... 18 4.3设计对数传热温差初步计算........................................................................ 19 4.4结构初步设计................................................................................................ 19 4.5干式蒸发器结构设计.................................................................................... 20
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4.5.1初步结构设计..................................................................................... 20 4.5.2 壳程换热系数计算 ............................................................................ 21 4.5.3 管内外R410A的传热系数 ............................................................... 23 4.5.4 管外传热系数 .................................................................................... 25 4.5.5 计算管内流动阻力和平均传热温差 ................................................ 25 4.5.6 计算面积热流量及传热面积 ............................................................ 25 4.5.7水侧流动阻力计算............................................................................. 26
5 自然冷却时的换热器设计计算.............................................................................. 28
5.1冷凝器设计参数............................................................................................ 28 5.2空气进出口冷凝器的温差及风量................................................................ 28 5.3冷凝器结构设计............................................................................................ 28
5.3.1 冷凝器有关参数设计 ........................................................................ 28 5.3.2 肋片管各部分传热面积的计算 ........................................................ 29 5.3.3 计算空气侧的传热系数 .................................................................... 29 5.3.4计算冷水在管内的传热系数............................................................. 31 5.3.5 计算所需传热面积 ............................................................................ 32 5.3.6 风侧的阻力计算 ................................................................................ 33 5.4流程布置对R410A冷凝器性能的影响 ...................................................... 33 6 表面式换热器设计 .................................................................................................. 36
6.1换热器结构初步设计.................................................................................... 36 6.2 肋片管各部分传热面积的计算 ................................................................... 36 6.3 确定空气流通换热器时的状态过程 ........................................................... 37 6.4计算空气侧的传热系数................................................................................ 37 6.5计算冷水在管内的传热系数........................................................................ 39 6.6 计算所需传热面积 ....................................................................................... 39 6.7风侧阻力计算................................................................................................ 41 7 辅助元件选型及计算 .............................................................................................. 42
7.1风机选择........................................................................................................ 42
7.1.1轴流风机选择..................................................................................... 42 7.1.2采用自然冷却时室外风机选择......................................................... 43 7.2制冷单元膨胀阀选择.................................................................................... 43
7.2.1确定膨胀阀两端的压力差?P .......................................................... 43 7.3壳体结构设计................................................................................................ 44
7.3.1连接管的确定..................................................................................... 44
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7.3.2管板设计............................................................................................. 45 7.3.3法兰设计............................................................................................. 45 7.3.4支座的选择......................................................................................... 45
结论.............................................................................................................................. 47 致谢.............................................................................................................................. 48 参考文献...................................................................................................................... 49 附 录 1 干式蒸发器主视图 ..................................................................................... 50 附 录 2 干式蒸发器左视图 ..................................................................................... 51 附 录 3 风冷冷凝器零件图 ..................................................................................... 52 附 录 4 自然冷却时风冷冷凝器零件图 ................................................................. 53 附 录 5 室内换热器零件图 ..................................................................................... 54