合肥工业大学本科毕业设计
腾的表面传热系数的计算公式可得：?i?803qi4.5.4 管外传热系数
0.1106?1440 (4?34)
取水侧污垢热阻r0?0.000172(m2?K)/W，R410a侧污垢热阻ri?0，纯铜管热导率??384W/(m?K)，则以管外面积为基准的传热系数：
K0?1?1?f0?f01???r??r?i?0???0'?i?fi?fm1?W（/m2?K） (4?35)
0.02990.000650.02991???0.000172?0.11063840.034842690.0348?803qi?1440???937qi110.1106W（/m2?K）?3.807?10?4?16834.5.5 计算管内流动阻力和平均传热温差
R410a在两流程的管长中流过的管程长L??2?1.5?3m,则内微肋管的阻力系数为
?1?50?gdix???????v?0.6?50?200?0.00822?0.6585????739.4?3.209?10??0.6?0.0549 (4?36)
忽略R410a在转向室内的阻力，则其在内肋片管中蒸发时流动的阻力为：
?1Lg2x?p0?2di?v?20.0549?3?2002?0.65852?pa?4410pa (4?37)
2?0.00822?39.3967为了克服410a在管内蒸发是的流动阻力，R410a进蒸发器的压力为：
?pa?1029810p01?p0??p0??4410?1025400pa (4?38)
对应的蒸发温度为：t01?8.1C? 平均传热温差：
?tm??tw1?t01???tw2?t0??17?8.1?-?12?8.1??C??6.1C??tw1?t01?ln??t?t???w20??17?8.1?ln??12?8.1?? (4?39)
4.5.6 计算面积热流量qf0及传热面积F0
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24匹风冷/蒸气压缩双冷源冷水机组设计 面积热流量：qf0?K0?tm?6.11937qi0.1106?1682?3.807?10?4 (4?40）
或：q0f?qifi0.0348?qi?1.16qi (4?41) f00.0299联立两式，解得：qi?9700W/m2，代入上式则
qof?1.16?9700?11252W/m2?10000W/m2 需要的传热面积：
Q060?103F201?q?m?5.33m2?F?6m2 f011252裕度为：
F?F01F?6?5.3?%?11.2% 0164.5.7水侧流动阻力计算
冷水流过折流板缺口的局部阻力：
?p?20?0.103wwb?0.103?999.05?0.542pa?30.02pa 冷水横向流过光管管簇时的阻力：
?p2c?2Nc??wwc?2?15?0.16?999.05?0.762pa?2769pa 其中： Rew?wmd0v?0.64?0.009521.171?10?6?5203?100 w??0.75??0.750.2?0.16
?s?d?0.2??Re0w??14?9.52??d0???5203?9.52??冷水在折流板缺口间平行流动的阻力：
?p?L'?2?2b?wbp???w2deq 0.0358?999.05??1.5?2?0.03??0.542?pa?568.8pa 2?0.0132 冷水在折流板缺口间的阻力为
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(4?42) (4?43)
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deq2?2?d0??4?ssin60???4?4A????U?d02?3??0.0095224???0.014?2?4? ?????m?0.0132m (4?48)
??0.00952 Rewbdeq.54?0.0132w?v?01.171?10?6?608 7 w ??0.3164.3164Re0.25?06080.725?0.035 8 w所以冷冻水侧打得总流动阻力为：
?p?Nb?p0??Nb?1??pc??pp ??24?30.02??24?1??2769?568.8?pa ?70514.28pa 第 27 页 共 60 页
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24匹风冷/蒸气压缩双冷源冷水机组设计 5 自然冷却时的换热器设计计算
采用本设计方案，冬季时，当室外温度较低时，此时，可以关机机械制冷系
统，室内高温回水直接通过三通阀，到达室外冷凝器，直接与室外冷风进行换热，然后冷却的高温回水又进入房间，实现无压缩机制冷，此制冷方式为自然冷却。此方案设计的末端蒸发器内，水不存在相变过程，在室外，高温回水走管程，通过与室外冷风进行换热，但是由于水不存在相变过程，与之配套的冷凝器的换热面积可能会大一些。但是由于不存在压缩机启动，换热效率会比较高，对应的COP较高。首先根据已知条件对冷凝器进行设计计算[21]。
5.1冷凝器设计参数
冬季时，室外环境温度ta1?3?c，采用自然冷源时，无压缩机启动，其中液泵产生的热量可以忽略不计，冷凝器的热负荷就是机房的制冷量，即
Qk?q0?60kw，冷凝器的具体参数见表5-1所示
表5-1 冷凝器的具体参数
项目 进口空气温度ta1 出口空气温度ta2 参数值 项目 进出口温差?ta 5?c 3?c 11?c 5.2空气进出口冷凝器的温差及风量
温差：?ta?ta2?ta1?(8?3）?c?5?c 平均温差：tam?冷凝器的风量：
ta2?ta13?8??5.5?c 22qvs?Qk60??8.63m3/s (5-1)
?mcpa?tta1.26?1.006?5.5 其中平均温度下的空气物性参数为：?m?1.26kg/m3，比定压热容
W/(m?k)，运动粘度cpa?1.006kJ/(kg?k)，热导率?m?0.0248?m?13.6?10?6m2/s。
5.3冷凝器结构设计
5.3.1 冷凝器有关参数设计
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根据实际情况，传热管选用?9.52?0.8mm的纯铜管，其中肋片[20]选用缝隙
式?f?0.12mm的铝片，肋片节距为sf?1.58mm，条缝高度sh?0.99mm，条缝宽度ss?1.32mm，管簇采用正三角形排列，管间距s1?25mm；沿气流方向的管排数根据实际情况选择N?3排，预选迎风面风速为wf?3m/s。 5.3.2 肋片管各部分传热面积的计算
管外肋片的面积ff计算
2(s1s2??db/4)（225?21.65-??9.762/4） ff???0.590m2/m （5-2）sf1.58其中：s2?s1cos30??25?cos30??21.65mm db?d0?2?f?9.52?2?0.12?9.76mm 肋片管外表面积fb的计算
fb??db(1??fsf)???9.76?(1?0.12 )?0.02832m2/m （5-3）1.58管外总表面积ft计算
ft?ff?fb?0.02832?0.590?0.618m2/m （5-4）管内表面积fi计算
fi??di?3.14?(9.52?0.8?2)?0.0249m2/m （5-5）肋化系数?的计算
??ft0.618??24.8 （5-6）fi0.0249当量直径deq的计算
deq?2(s1?db)(sf??f)s1?db?sf??f?2(25?9.76)(1.58?0.12) ?2.665mm （5-7）25?9.76?1.58?0.12 最窄流通面积与迎风面积之比?为
（s??f)(s1?db)(1.58?0.12)(25?9.76) ??f??0.563
sfs125?1.585.3.3 计算空气侧的传热系数
根据冷凝器迎风面风速的范围要求，对于迎风面的风速选择，参考文献一般
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