西安交通大学城市学院城市学院本科生毕业设计计算
qv?Qk15232?m3/s?1.6941m3/s
?aCPa(ta2?ta1)1.1095?1005?10选取迎面风速?y?2.5m/s，则迎风面积
Ay?qv?y?1.6941?0.68m2 2.5Ayl，
取冷凝器迎风面宽度即有效单管长l，则冷凝器的迎风面高度H?对叉排管簇，迎风面上的管排数分别为N?H1? S12由于冷凝器有效单管长l、迎风面高度H、迎风面管排数N这三个量互相联系，且它们的值影响到后面流通方向管排数n的校合，所以留到后面与流通方向管排数n一起计算，这里只列出公式。
确定所需传热面积Aof、翅片管总长L及空气流通方向上的管排数n，若采用整张波纹翅片及密翅距的叉排管簇，则空气侧传热系数由文献③公式（6—11）乘以1.1再乘以1.2进行计算。
预计冷凝器在空气流通方向上的管排数n?4，则翅片宽度
b?4S1cos30??4?0.025?微元最窄截面的当量直径
3m?0.0866m 22?(25?10.3)(2?0.15)mm?3.3mm?0.0033m(25?10.3)?(2?0.15)de?2(S1?db)(Sf??f)(S1?db)?(Sf??f)? 最窄截面风速
?max?因为
S1Sf(S1?db)(Sf??f)?y?25?2?2.5m/s?4.6m/s(25?10.3)(2?0.15)b0.0866??26.24 de0.0033Ref??maxde4.6?0.0033??867.4 ?6?a17.4?10查文献①表3-18，用插入法求得ψ=0.15，n=0.623,C=1.151,m=-0.210,则空气侧
致谢
表面传热系数
aof?C??adenRef(bm)?1.1?1.2 de0.02713?872.40.623?(26.24)?0.210?1.1?1.2W/(m2?K)
?1.151?0.15?0.0033 ?62.06W/(m2?K) 因
为
tk?54.4 R410a
饱
和
液
物
性
值可
得
??0.07457W/m?K,??932kg/m3,??140.66?103J/kg,??7.13?10?5N?s/m2 则物性集合系数B
B?(?3?2g?0.25?)
式中，?-冷凝液的导热系数 ?-冷凝液的密度 ?-制冷剂的比潜热 ?-冷凝液的动力粘度
所以，
B?(0.0733?1060.322?9.81?148.14?1030.2.11?10?4)25?1624.5 则R410a在管内凝结的表面传热系数
?ki?0.555Bd?0.25i(t?0.25k?twi)
?0.555?1318.3?0.009?0.25?(54.4?twi)?0.25?2927(54.4?t.25wi)?0
翅片相当的高度由文献③公式6-16计算得，
h??d02(S1d?1)[1?0.35ln(CS1)] 0d0式中，C=1.063是由于按等边三角形叉排排列
h??0.012(0.0250.01?1)[1?0.35ln(1.0630.0250.01)]m?0.01m 取铝片热导率??203W/m?K，由文献③公式6-15计算翅片参数m，即
m?2?of?62.06???2203?0.00015?63.85m?1
f
：
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由文献③公式6-14算翅片效率 即?f?th(mh?)th(64.88?0.01)??0.88 mh?64.88?0.01af?f?abaf?ab0.4579?0.88?0.0299??0.887
0.4579?0.0299表面效率由文献③公式6-13计算得 即?0?忽略各有关污垢热阻及接触电阻的影响，则twi?tw0?tw，将计算所得有关各值代入文献③公式6-20
?kiai(tk?tw)??of?0aof(tw?tm)
式中，tw-壁面平均温度 tw0-外壁面温度 twi-内壁面温度
tm-空气进出口平均温度，tm?所以，
ta1?ta235?45??39℃ 222375?0.0283(54.4?tw)0.75?64.88?0.887?0.4878(tw?39)
(54.4?tw)0.75?0.4177(tw?39) 选取适当tw，使上式左右两边相等， 用试凑法，解上式得tw=49.1℃
代入文献③公式6-17中，则R410a在管内的凝结表面传热系数为
?ki?2927(54.4?48.3)?0.25W/m2?K?2341W/m2?K
取管壁与翅片间接触电阻rb?0.004m2?K/W，空气侧尘埃垢层热阻
r0?0.0001m2?K/W，紫铜管热导率??393W/(m?K)
文献③公式6-21计算冷凝器的总传热系数
K0?11aof?aof1??r0?rb??kiai?am?of?0
式中，
致谢
?-紫铜管壁厚
am-紫铜管每米管长平均面积
am?所以，
?2(di?d0)??2(0.009?0.01)m?0.0298m，
1K0?W/m2?K10.48780.00050.48781????0.0001?0.004?23410.02833930.029862.06?0.887
2 ?33.9W/m?K
冷凝器的所需传热面积
Aof?Qk15232??32.6m2 K0?m33.9?13.8所需有效翅片管总长
L?Aofaof32.6?m?66.7m 0.4878空气流通方向上的管排数
n?L66.7??3.98 lN0.93?18 取整 n?4排，与计算空气侧表面传热系数时预计的空气流通方向上管排
数相符。冷凝器有效管长66-96m实际传热面积33.7m2较计算所需传热面积大9.2％，满足冷凝负荷传热要求。
本设计选用强迫对流空冷式冷凝器。其结构示意图如图2所示。 参数如下：
传热管:紫铜管，?10mm?0.5mm 翅片: 厚度0.15mm，波纹型整张铝制套片
节距:2mm 迎风面管心距S1?25mm 管簇排列采用正三角形叉排 冷凝器长：500mm 冷凝器宽：86.6mm
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冷凝器高：312.5mm
空气流通方向上的管排数n:4 迎风面上管排数N：12
冷凝器传热系数：30.39W/m2.K
图2-3 空冷式冷凝器主体结构示意图
2.2.3蒸发器设计
本设计采用直接蒸发式空气冷却器，并采用强制对流方式。其主要优点如下： （1）结构紧凑，安装尺寸小；
（2）不用载冷剂，而直接靠液态制冷剂的蒸发来冷却空气，冷损失少，且房间
降温速度快，起动运行时间短。 （3）管理方便，易于实现运行过程自动化。 1、蒸发器进口空气状态参数
蒸发器进口处空气干球温度t1g=27℃，湿球温度t1s=19.5℃,查得，空气的h-d图，得蒸发器进口处湿空气的相对湿度?1=48%，比焓值h1=56kJ/kg（干空气）,含湿量d1=11.3g/kg(干空气)。