合肥工业大学本科毕业设计
m?2?0?f?f?2?65.4?1?1m?73.27m (3?18) ?3203?0.12?10/m?k) 其中铝片的热导率?f?203w（肋片的效率?f
th(mh?)0.68?f???0.82 (3?19)
mh?0.83冷凝器外表面的效率?s
?s?ff?f?fbft?0.549?0.82?0.0285?0.830.5775 (3?20)
则当量表面传热系数?j??s?0?54.2w（ /m?k）3.2.3管内R410A冷凝时表面传热系数
假设管壁的温度tw?47?C，则平均温度tm
t?tk47?50tm?w??48.5?C (3?21)
22根据R410A管内冷凝器换热的有关计算公式：
14?14?14?i?0.683rsBmdi(tk?tw)
?i?0.683?19.34?80.98?(0.00902)(tk?tw)?3470.99(tk?tw) (3?22)
其中，根据文献2查得R410A在48.5?C条件下时的数值为140200，?s表示汽化热，则rs?19.34。
3?14?14?1414Bm表示冷凝液膜组合物性参数，根据Bm?(9.81??/?)，根据文献2，
14??916.6427kg/m3，??0.0764w/m?k，??9.12?10-8m2/s，则Bm?80.98，代入上式中，可求得?i
根据热平衡可得到壁温平衡方程为：?i?di(tk?tw)??jft(tw?tm)
?143470.99(tk?tw)???0.00902?(tk?tw)?62.4?0.5775?（tw?39)
整理得到：98.36?(50?tw)?36.04 (3?23) （tw?39）由试凑法得到当tw?46.5?C时，等式两边相等，与设定值相近。 所以：?i?3470.99(50?46.5)3.2.4计算所需传热面积
根据实际情况，考虑到传热管采用纯铜管，设计时取传热管的导热热阻、污垢热阻和接触热阻之和为?0?0.0048m2?k/w，根据管外面积为基准，计算传热
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?1434?2536.7W/(m2?k) (3?24)
24匹风冷/蒸气压缩双冷源冷水机组设计 面积
kof?11?i???0?1?123.21?0.0048?2536.754.2?31.95W/(m2?k) (3?25)
?j则所需要的管外面积和结构参数如下： 管外面积：
Aof?Qkkof?m?90000m2?268.3m231.95?10.5 (3?26)
所需的肋片的管总长度为：
L?Aofft?269.3?464.5m (3?27)
0.5775本次设计冷凝器采用V型设计，其中沿着空气流动方向的管排数为3排，迎风面上的管排数选择60排，总管数为360，单管有效长度1.3m，则冷凝器的实际有效总长度为468m，实际换热面积为270.27m2，则裕度为0.73%，其中冷凝器的高度H?60.5?0.025?1.51m，则实际迎风面积A?1.3?1.51?1.96m2，则实际的迎风风速为w?qva10??2.6m/s，与初设定值接近，所以本次设计2A2?1.96是合理的。冷凝器的具体参数见表3-2：
表3-2 冷凝器参数
项目 冷凝负荷（kw）风量 （m3/s）传热系数w/(m2?k) 沿空气流动方向上的管排数 迎风面上的管排数 （m）冷凝器的高度 （m）单管管长 设定参数 90kw 10m3/s 31.95W/(m2?k) 2?3排，V型 60 1.51m 1.3m 所需总管长度(m)
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464.5m 合肥工业大学本科毕业设计
所需总换热面积(m2) 268.3m2 实际总管长（m） 468m 实际迎风面上风速(m/s) 2.6m/s
3.2.5风侧阻力计算 采用顺排时：?PLd?9.81?A(d)(?wmax)1.7，系数A?0.0113，则 eq?Pd?9.81?0.0113?24.5?(5.77?1.128)1.7?65.6pa 采用叉排时：?Pw?1.2Pd?1.2?65.6?78.74pa
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(3?28)(3?29)
24匹风冷/蒸气压缩双冷源冷水机组设计 4 制冷单元蒸发器设计计算
用于冷水机组的蒸发器的形式很多，按照载冷剂的不同可分为用于冷却空汽或冷却各种液体的蒸发器。根据供液方式的不同，蒸发器可分为满液式蒸发器，非满液式蒸发器、循环式蒸发器、淋激式蒸发器四种。本次设计采用干式卧式壳管蒸发器作为设计型式，其制冷量为60kw。
本次设计为壳管式干式蒸发器设计，根据冷水机组设计要求，第一制冷剂与室内高温回水在干式蒸发器内进行换热，为了减少制冷剂的充入量，设计中制冷剂走管程，水走壳程，采用逆流换热，换热器类型选管式换热器，换热管采用
?9.52mm规格的内微肋管，设计见表4-1
表4-1 蒸发器设计参数
制冷剂 管子规格 冷凝温度 过冷度 R410a 冷冻水进口温度 冷冻水出口温度 蒸发温度 过热度 17?c ?9.52mm 50?c 5?c 12?c 8?c 12?c 4.1冷冻水流量计算
蒸发器的进水温度为tw1?12?c，出水温度tw2?17?c，则冷水的定性温度为
tw?tw1?tw212?17??c?14.5?c，查水的物性参数：cpw?4.187kJ/(kg?K)，22?w?0.597W/(m?K)，Prw?8.45，?w?999Kg/m3，vw?1.171?10?6m2/s。
则水侧的质量流量 m?Q060?kg/s?2.866kg/s (4?1)
c(tw1?tw2)4.187?(17?12)水侧的体积流量 vm?m??2.8663m/s?2.866?10?3m3/s (4?2) 9994.2冷量负荷及介质流量
根据设计要求选择压缩机性能曲线图可知，当蒸发温度t0?8?c,tk?50?c时，
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合肥工业大学本科毕业设计
制冷量为：Q0?60kW，通过查阅制冷剂R410a的压焓图可知，当冷凝过冷度为
?t?5?c时，蒸发器的出口的饱和蒸汽时的单位制冷量为?h?h1?h5?438.55?280.72?157.83kJ/kg，所以通过干式蒸发器的制冷剂R410a的流量为：
Gr?Q060?kg/s?0.38kg/s?h157.83 (4?3)
4.3设计对数传热温差初步计算
对数平均传热温差 ?tm=t1?t217?12==6.165?c (4?4) t?t17?8ln10ln12?8t2?t04.4结构初步设计
本次设计采用内微肋管，增强换热能力，其外径d0?9.52mm，内径
di?8.22mm，翅高f?0.15mm翅数Nn?60。设内微肋管的面积热流量
q0?1000W0/m2，则其所需的外表面传热面积：
Q060?1032 F??m?6m2 (4?5)
q010000 假定制冷剂质量流速vt?100Kg/(m2?k)（为了保证润滑油带回压缩机，制冷剂在换热管的出口流速要大于4m/s，此时制冷剂的质量流速一般为
vt?100Kg/(m2?k)左右，质量流速越大，制冷剂侧和整体的换热系数越高，该假定值后面会有校核）。
单管程热交换器的管程流通截面积：
At?Gr0.382?m?3.8?10?3m2 (4?6) vt100 单管程的管数:
At3.8?10-3n???75 (4?7) -6A50.8?10其中A为内肋片管的流通面积
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