西安交通大学城市学院城市学院本科生毕业设计计算
液体普朗特数Prl??lcpl?2.329 ?54R410a在管内蒸发的表面传热系数可由文献①P115式（4-5）计算。
?i??l[C1(C0)C(25Fr1)C?C3(B0)CFfl]
2?l?0.023(g(1?x)D?l)0.8Prl0.4?l Di1?x0.8?g0.5C0?()()
x?lB0?q grg2 Fr1?29.8?lDi式中，?i—管内沸腾的两相表面传热系数，单位为W/(m2?K)； ?l—液相单独流过管内的表面传热系数，单位为W/(m2?K)； C0—对流特征数； B0—沸腾特征数； Frl—液相弗劳德数；
g—质量流率，单位为kg/(m2?s)；
x—干度；
Di—管内径，单位为mm； ?l—液相动力粘度，单位为Pa?s； ?l—液相热导率，单位为W/(m?K)； Prl—液相普朗特数；
?g—气相密度，单位为kg/m3； ?l—液相密度，单位为kg/m3；
q—热流密度，单位为W/m； r—气化潜热，单位为J/kg。
2Ffl取决于制冷剂性质的无量纲系数，按文献1表4-2 各种制冷剂Ffl值的取值，
所以取Ffl?2.20
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上式中C1、C2、C3、C4和C5为常数，它们的值取决于C0的大小 当C0?0.65
C1?1.1360 C2??0.9 C3?667.2 C4?0.7 C5?0.3 当C0?0.65
C1?0.6683 C2??0.2 C3?1058.0 C4?0.7 C5?0.3 以下开始代数计算：
首先计算R410a进入蒸发器时的干度x1，可由文献⑥P218式7-5计算
hs?hgx1?(1?x1)hl
R410a在蒸发器入口处的hs?277.9kJ/kg，t0?7.2℃，则
hs?hl237.9?212.29x1???0.13
hg?hl424.51?212.29又知出口干度x2?1.0，则R410a的总质量流量为
Q0?360012.8?3600qm???249.89kg/h
?(x2?x1)212.21?(1?0.13)作为迭代计算的初值，取qi?12000W/m2。R410a在管内的质量流速
g?125kg/(m2?s)，则总流通截面为
qm249A???5.5?10?4m2
g?3600125?3600
每根管子的有效流通截面
Ai??di24???0.00924m2?6.35?10?5m2
蒸发器的分路数
A5.5?10?4Z???8.6 ?5Ai6.35?10取Z=9，则每一分路中R410a的质量流量为
qm,d?qm275?kg/h?28.64kg/h Z9每一分路中R410a在管内的实际质量流速
qm,d28.6422gi??kg/(m?s)?125.30kg/(m?s) ?53600?Ai3600?6.35?1025
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于是，
B0?qi12??4.513?10?4 gi?125.30?212.21x1?x21??g0.51?x0.8?g0.50.82C0?()?()?()?() x1?x2x?l?l21?0.6240.826.460.5)?()?0.131?0.65 ?(0.6241261所以
C1?1.1360 C2??0.9 C3?667.2 C4?0.7 C5?0.3
gi2125.302Frl?2??0.137 2?lgdi1140?9.81?0.009Rel?gi(1?x)di?l?125.30?(1?0.605)?0.009?3014.0 ?41.4779?10?l?0.023(Rel)0.8(Prl)0.4?ldi
0.0932?214.99 0.0094 ?0.023?(3014.0)0.8?2.4890.4?25?i??l[C1(C0)C(25Fr1)C?C3(B0)CFfl]
?i?214.99?[1.1360(0.09659)?0.9?(25?0.11265)0.3?667.2(4.831?10?4)0.7?2.2]W/m2?K
?3626.88W/m2?K
11、传热温差的初步计算
ta1?ta227?16.5?m??℃?13.89℃
t?t27?7.2lna10ln16.5?7.2ta2?t012、传热系数的计算
K0?1?1?rf??i?j
式中，rf—考虑外表面积灰等所形成的附加热阻，对于 热泵用蒸发器，可取
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取rf=0.0008m2?K/W，故
1W/(m2?K)?44.41W/(m2?K)
K0?19.111?0.0008?3626.8862.0413、核算设定的qi值
q0?K0?m?44.41?13.89W/m2?616.85W/m2 qi???q0?19.11?616.85?11788W/m2
偏差
qi?qi?12000?11788?100%??100%?1.8% qi12000计算表明，设定的qi初值12000W小于2.5%，故设定有效。 14、蒸发器结构尺寸的确定 蒸发器所需的表面传热面积
/m2与核算值11788W/m2较接近，偏差
Ai????A0Q0128002?m?1.066m2 qi12000Q0128002?m?20.75m2 q0616.85蒸发器所需传热管总长
lt???A020.75??38.53m aof0.5385迎风面积 Af=
qv,a?f=
2939m2?0.33m2
3600?2.5取蒸发器长（即每根肋管的有效长度）L?950mm，蒸发器高H?350mm。 已选定垂直于气流方向的管间距为S1子数为
?25mm ，故垂直于气流方向的每排管
N?
H350??14 取为14 S125深度方向（沿气流流动方向）为4排，共布置56根传热管，传热管的实际总长
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度为
lt?0.95?56?53.2m
本设计采用强制对流的直接蒸发式蒸发器。结构与蒸发器相近。 参数如下：
传热管:紫铜管，?10mm?0.5mm 翅片: 厚度，连续整体式铝套片
节距:1.8mm 迎风面管心距S1?25mm 管簇排列采用正三角形叉排 蒸发器长：550mm 蒸发器宽：43.3mm 蒸发器高：237.5mm
空气流通方向上的管排数n:2 迎风面上管排数N：14 蒸发器分路数：3路
蒸发器传热系数：44.41W/m2.K
2.2.4节流装置
毛细管是最简单的节流装置，它无运动部件，不易发生故障，运行可靠。适合用于蒸发温度变化范围很小、负荷比较稳定的制冷设备，如家用冰箱、房间空调器、除湿机等小型全封闭式制冷装置。因此，本设计选用毛细管作为节流装置。 1、毛细管的选择计算
为制冷设备选配节流用毛细管时，一定要使毛细管的长度、内径与制冷装置的工况条件相匹配。目前选配毛细管的方法，一般用计算法或图解法初步估算毛细管的内径和长度，然后用实验方法确定毛细管最佳尺寸。在本设计中由于条件有限，不能够进行实验，所以只能选用图解法进行初步估算 ① 初步估算毛细管的内径和长度
实际应用中，选择毛细管时，首先应计算毛细管的相对流量系数?，?表示每根毛细管的实际流量qm与标准毛细管流量qma之比值，即?式中，?—毛细管的相对流量系数； qm—每根毛细管的实际流量；
?qm/qma。