收藏 分销(赏)

空调器设计毕业设计方案.doc

上传人:天**** 文档编号:2366446 上传时间:2024-05-28 格式:DOC 页数:48 大小:1.71MB
下载 相关 举报
空调器设计毕业设计方案.doc_第1页
第1页 / 共48页
空调器设计毕业设计方案.doc_第2页
第2页 / 共48页
空调器设计毕业设计方案.doc_第3页
第3页 / 共48页
空调器设计毕业设计方案.doc_第4页
第4页 / 共48页
空调器设计毕业设计方案.doc_第5页
第5页 / 共48页
点击查看更多>>
资源描述

1、摘要R22(CHF2Cl,二氟一氯甲烷)是当前应用十分普遍一种制冷剂,其ODP为0.034,GWP为1700,由于它具有氯原子,对臭氧层有破坏作用,即将被禁用。从对环境长期影响来看,自然工质比合成工质具备不可比拟优势,例如R1270(俗称丙烯)。丙烯长处是易于获得,价格低廉,凝固点低,对金属不腐蚀。丙烯可燃,消耗臭氧潜能值为零,环保性能好,对人体毒性也近于零毒性,饱和蒸汽压接近R22。丙烯单位容积制冷量和COP与R22接近,压缩比和排气温度也低于R22,这有助于提高压缩机运营寿命。随着科学不断地发展,新型制冷剂将逐渐取代R22等对环境有破坏制冷剂。本文内容是设计出以R1270为工质分体式家用空

2、调器,制冷量为3500W。一方面选以R22作工质压缩机型号,我选取型号是SL211CV,然后进行热力计算,算得制冷量为3747W,冷凝热负荷为4707W。冷凝器迎风面积为0.3957m2,蒸发器迎风面积为0.4997m2。节流装置选用直径2mm,长1.46m毛细管,最后用SolidWorks绘制室外机三维图。核心词:R22 ,R1270,代替工质,空调,设计 ABSTRACTR22 (CHF2C)is a very common application of refrigerant,the ODP is 0.034,GWP is 1700,because it contains chlorin

3、e atoms,has damaging effects on the ozone layer,is about to be disabled. From long-term impact on the environment,the synthesis of natural refrigerant than refrigerant has unparalleled advantages,such as R1270 (commonly known as propylene). Propylene advantage of easy access,low cost,low freezing po

4、int,non-corrosive metal. Propylene flammable,zero ozonedepleting potential,good environmental performance,the toxicity of the human body may be close to zero toxicity,saturation vapor pressure close to R22. Propylene refregeration unit volume and the R22 and COP close to the compression ratio and ex

5、haust temperature is also lower than the R22,which is conducive to enhance the operational life of the compressor. With the continuous development of science,the new refrigerant R22 will be gradually replaced by damage to the environment,such as refrigerants. This article is designed for the working

6、 fluid in the R1270 home split air conditioners,refrigeration capacity of 3500W. First elected to conduct a qualitative R22 compressor models,I chose to model is the SL211CV,and then proceed to the heat,the cooling capacity can be said for the 3747W,condensing heat load of 4707W. Condenser area of t

7、he wind 0.3957m2,evaporator area of the wind 0.4997m2. Selection of cutting device diameter 2mm,length of capillary 1.46m,and finally with SolidWorks of three-dimensional graph drawing outdoor unit.Key words:R22 ,R1270,substitute,air conditioning,project惯用符号表A面积,m2L长度,mr热阻,半径,气化潜热,/W,m,J/kgd直径,含湿量,m

8、,g/kg换热系数,W/(m2K)T温度,密度,kg/m3u流速,m/s动力粘度,kg/(ms)Cp比热容,kJ/(kg)导热系数,W/(m2)Q热量,J运动粘度,m2/sV风量,m3/s效率q单位制冷量,kJ/kg板片螺旋角,肋化系数Re雷洛数厚度,mmNu努塞尔数表面张力,N/mv风速,m/s压缩比h焓值,kJ/kgV比容,m3/kgt温度,P压力,PaG质量流量,kg/si比焓值,kJ/kgw迎面风速,m/s析湿系数阻力增强系数deq当量直径,m目录摘要IABSTRACTII惯用符号表III一、绪论11. 课题研究背景及意义1(1)氟利昂对环境影响1(2)R22应用现状22.R22代替物

9、有关研究3(1)R22代替工质研究3(2)R22代替工质循环特性分析5二、空调器设计101.空调器压缩机选取及热力计算10(1)压缩机10(2)压缩机选型10(3)压缩机校核及热力计算18112.冷凝器设计13(1)冷凝器构造13(2)选取冷凝器14(3)冷凝器设计173.蒸发器设计22(1)蒸发器构造22(2)冷却强制流动空气干式蒸发器计算244.节流机构选取31(1)制冷剂液体膨胀过程分析31(2)节流机构选取及计算过程32三、总结和展望351.总结352.展望36道谢37附录38参照文献39一、绪论1. 课题研究背景及意义(1)氟利昂对环境影响1974年,美国加利福尼亚大学莫利纳(M.J

10、.Molina)与罗兰(F.S.Rowland)专家刊登了关于臭氧耗损与氯氟烃类物质(Chlorofluorocarbon,简称CFCs)研究成果:CFCs类物质扩散至同温层后,在短波紫外线UV-A照射下分解形成高活性氯自由基,通过链式反映,催化分解臭氧分子,从而破坏臭氧层。1985年,英国科学家法尔曼(J.C.Farman)等人总结她们在南极哈雷湾观测站(Halley Bay)观测成果,发现了南极上空臭氧空洞,证明了这一理论对的性。1985年臭氧空洞最大面积约为1400万平方公里。到10月,臭氧空洞最大面积已经发展到2745万平方公里。值得庆幸是,观测数据和模式计算表白,全球平均臭氧层耗损量

11、当前已经趋于稳定。CFCs与HCFCs(氢氟氯烃,hydrochlorofluorocarbon)物质除了耗损臭氧外,还是一种“温室气体”。尽管其排放量远不及CO2,但由于CFCs和HCFCs大气寿命长,因此它对全球气候变暖贡献依然可观。1990年左右,CFCs、HCFCs和HFCs(氢氟烃,hydrofluorocarbon)CO2当量排放总量浮现峰值7.50.4GtaCO2当量/年,到左右,下降为2.50.2GtaCO2当量/年,相称于同期全球化石燃料燃烧所产生排放10%。CFCs在1987年制定蒙特利尔合同书中被限制使用,到当前为止,R11、R12等具备较高臭氧破坏潜能值ODP(Ozon

12、e Depletion Potential)CFCs类物质已被基本禁用。由于R22、R401A等HCFCs类物质中也具有氯原子,依然会对臭氧层有一定破坏作用,故在1993年制定哥本哈根修正案中也被限制使用。对于R134a、R407C,R410A等不具有氯原子HFCs类物质,由于具备较高全球变暖潜能值GWP(Global Warming Potential),1997年制定京都议定书将HFCs列为6种温室气体之一。1(2)R22应用现状R22(CHF2Cl,二氟一氯甲烷)是当前应用十分普遍一种制冷剂,其ODP为0.034(取R11ODP为1,后同),GWP为1700(取CO2GWP为1,100年

13、,后同)。不同国家对R22禁用时间有很大差别,表1-1中列出了某些国家对R22禁用日程。国内政府于4月正式订立关于消耗臭氧层物质蒙特利尔议定书(哥本哈根修正案),也就是说国内已正式承诺将遵守逐渐禁用HCFCs(涉及R22)国际义务。该修正案规定,对于发展中华人民共和国家,于2040年完全裁减HCFCs。表1-1示出了国内每年HCFCs生产和消费状况,从图中可以看出,1998年之后,国内HCFCs生产和消费呈每年递增。国内HCFCs生产和消费分别为32.8万t和22.1万t,其中R22产量已经达到26万t,由此表白R22在国内制冷空调领域中应用占有相称大份额。面对国际上积极从事R22代替研究以及

14、加速裁减R22大趋势,国内作为空调器生产大国,在空调器出口销售迅速增长形势下,如果强调国内尚有30近年时间才干最后裁减R22话,必然会在国际市场竞争中失去诸多机会。2表1-1 某些国家对R22禁用日程国家禁用日程(年)禁用范畴欧盟全面瑞典1998新设备中禁用所有HCFCs德国新设备中禁用R22奥地利新设备中禁用所有HCFCs瑞士新设备中禁用所有HCFCs意大利新设备中禁用所有HCFCs新西兰新设备中禁用所有HCFCs日本新设备中禁用R22综上所述,虽然R22有诸多优良特性,但是终归会被裁减。因而咱们开展R22循环性能分析及其代替工质研究,具备重要理论意义和应用价值。图1-1 国内每年HCFCs

15、生产和消费状况2.R22代替物有关研究(1)R22代替工质研究1)纯工质美国国标局和技术研究院通过对元素周期表研究发现,可以用于蒸气压缩式制冷循环物质集中在51种化合物:15种碳氢化合物、5种氧化物、3种硫化物、19种氟利昂、4种其她化合物。其中最有也许作为R22代替工质是碳氢化合物及氟利昂物质。3R134a周德信4等通过建立单相区和两相区毛细管模型,研究了R134a代替R22后毛细管质量流量随冷凝温度、过冷度、毛细管直径和长度变化规律,在相似条件下,R22质量流量比R134a大。陈嘉澍等实验研究了家用热泵热水器采用R22和R134a作为制冷工质时加热效果和性能系数,成果表白:R134a系统将

16、90L水加热到50需要时间比R22多40分钟;R22系统性能系数COP(Coefficient of Performance,性能系数)比R134a高23.1%。碳氢化合物(Hydrocarbon,HCs)当前代替R22碳氢化合物重要有丙烷(R290)、丙烯(R1270)等。截止到,在德国冰箱和冷藏设备采用HCs作制冷剂占到了90%以上,欧洲平均达到25%左右。5用R290代替R22其各种热力学性质比较接近。对制冷系统毛细管进行改进后实验测试成果表白:改进毛细管后用R290代替R223种国产家用空调器COP系数分别提高了12.81%、19.03%、14.61%。在小型空调系统中,R1270在制

17、冷量、COP和压缩机排气温度等方面也优于R22。以R290、R1270作为热泵工质,在不同压缩机转数和载热流体温度下,COP、制冷量和制热量均与R22相称或略优。将R290应用于大型螺杆机组实验成果也表白,采用R290能效比(EER)与R22相称,可见R290完全可以作为R22直接代替工质。对R290可燃性研究表白,R290燃烧和爆炸需要2个条件,即与空气混和浓度要在2.5%8.9%之间,温度在810以上,在机组运营过程中,2个小概率事件同步浮现概率几乎为零。62)混合工质8月,美国国家环保局发布了具备法定强制力SNAP筹划“第18号公示”。公示承认新一批环保制冷剂代替物中,除发泡剂行业选用R

18、245fa纯净物以外,别的所有新制冷剂代替物均为混合物。7由此可见,对混合工质研究是当前制冷剂代替研究核心内容之一。R407C(R32/R125/R134a,质量百分数23%/25%/52%)。非共沸混合制冷剂,ODP为0,GWP值为1700。8R407C温度滑移为5.7,蒸发潜热比R22大6%左右,吸气比容比R22高4%6%,蒸发压力比R22低5.6%,排气温度比R22系统低810,性能系数比R22低2%左右。由于温度滑移,为了获得与R22相近工作参数,有必要调节和扩大热互换器面积。且R407C与矿物油不相溶,需要使用脂类POE或聚醚类PVE冷冻油,并且需要严格控制系统中水分和杂质。R410

19、A(R32/Rl25,质量百分数50%/50%)。近共沸混合制冷剂,无毒不可燃,属安全性制冷剂,ODP=0,GWP=。R410A容积制冷量、能效比以及质量流量都与R22非常接近,温度滑移不大于0.1,运营较稳定。但是由于R410A冷凝压力比R22增大60%,不能使用壁厚不大于0.7mm铜管做配管;设备需改用POE酯类油,残留杂质与水分要少;制冷系统采用分子筛作为干燥剂。在传热性能和性能系数方面R410A要优于R407C,但其蒸气压力要高于R407C。9自然工质混合物采用液化石油气LPG(Liquefied Petroleum Gas)作为制冷剂系统其压缩比和耗功比R134a低5.5%和4.3%

20、,但是COP却比R134a高7.6%。且有相对安全性,可以直接充灌原R22系统,且在较高蒸发温度下要比R22节约能源。某些文献中还研究了其她代替工质,例如:R1270/R290、R290/R600和R290/R600a等,均得到了较好效果。其她混合工质D.B.Jabaraj10等对采用R407C/R290/R600a为制冷剂窗式空调器进行了实验研究,成果表白,在不更改润滑油状况下,制冷量方面新工质比R22提高9.5412.76%,而COP上比R22提高11.9113.24%。由质量分数为65%R290和质量分数为35%R152a构成混和制冷剂是一种对环境危害很小,温度滑移很小,具备适当压比和C

21、OP,润滑特性较好优良近共沸制冷剂,用于代替R22各项指标均优于R407C和R410A。但是上述R22代替工质在循环性能、实用性和环境可接受性方面均有各自优缺陷,尚未有完美代替方案。11(2)R22代替工质循环特性分析1)代替工质基本热物理性质由于对HCFC限用日期临近,R22代替物研究也更为急迫。当前,作为R22代替工质重要有如下几种。R134aR134a沸点为-26.07,凝固点为-103.3,属于中温制冷剂。无色、无味、无毒、不燃烧、不爆炸。与矿物性润滑油不相溶,必要采用聚脂类合成油(如聚烯烃乙二醇)。与丁腈橡胶不相溶,须改用聚丁腈橡胶作密封元件。吸水性较强,且易与水反映生成酸,腐蚀制冷

22、机管路及压缩机,故对系统干燥度提出了更高规定,系统中干燥剂应换成XH-7或XH-9型分子筛,压缩机线圈及绝缘材料须加强绝缘级别。R134a对大气臭氧层无破坏作用,但仍有一定温室效应。R290(丙烷)R290是当前用作制冷剂代替研究最多碳氢化合物之一。它原则蒸发温度-42.09,凝固温度为-187.67,属于中温制冷剂。它广泛存在于石油、天然气中,提取成本低,易于获得。它与当前广泛使用矿物油、金属材料相溶。对干燥剂、密封材料无特殊规定。气化潜热大,热导率高,流动阻力小,压缩机排气温度低。但它易燃易爆,空气中可燃极限为体积分数2.5%8.9%,故对电子元件和电气部件均应采用防爆办法。R290化学性

23、质很不活泼,难溶于水。12R1270(丙烯)丙烯长处是易于获得,价格低廉,凝固点低,对金属不腐蚀,对大气臭氧层无破坏作用。但是其最大缺陷也是易燃易爆,因而,将R1270作为制冷剂时,系统内应保持正压,以防空气漏入系统而引起爆炸。与润滑油可以溶解,使润滑油粘度减少,因而需要选用粘度较大润滑油。此外由于R1270为不饱和碳氢化合物,其化学性质活泼,在水中溶解度极小,易溶于酒精和其她有机溶剂。13R717(氨)氨原则蒸发温度为-33.33,凝固温度为-77.66,氨压力适中,流动阻力小,热导率大,价格低廉,对大气臭氧层无破坏作用。氨重要缺陷是毒性较大、可燃、可爆、有强烈刺激性气味、等熵指数较大,若系

24、统中具有较多空气时,会引起爆炸,因而氨制冷系统中应设有空气分离器,及时排除系统内空气及其他不凝性气体。R407C(R32/R125/R134a,质量分数23/25/52)R407C是三元非共沸混合制冷剂。对臭氧层无破坏作用,但是其GWP较高。它原则沸点为-43.63。它在制冷能力和压力特性上与R22比较接近。重要缺陷是蒸发时温度滑移明显。14在壳管式冷凝器中,R407C在壳侧凝结,其表面传热系数也大大低于纯制冷剂或共沸混合制冷剂表面传热系数。R410A和R410B(R32/R125,质量分数A:50/50;B:45/55)它是近共沸混合制冷剂。对臭氧层无破坏作用,但是其GWP也比较高。原则沸点

25、为-51.44,相变温度滑移仅0.1左右,可以忽视。R410A压力较高,由于它高密度和高压力,用管径小得多管道仍能保证压降合理。R410A具备良好传热特性和流动特性,制冷效率较高。表1-2给出了R22及其几种重要代替工质基本物理性质,图1-2为各工质在-1050范畴内饱和蒸气压曲线。表1-2 理论循环不同制冷剂性能指标图1-2 R22及其几种重要代替工质饱和蒸汽压曲线从图1-2中可以看出,在-1050范畴内,R410A和R410B泡点线和露点线几乎是重叠,但是要比R22高诸多;而R134a饱和蒸气压曲线要低于R22;别的四种与R22相称,但是R407C泡点线和露点线相差较大,也即温度滑移较大,

26、当浮现泄露和充灌制冷剂时就很难保证其成分一致性,R717与R22最为接近。152) 理论循环性能分析不同制冷剂理论循环性能指标见表1-3。表1-3 理论循环不同制冷剂性能指标从表中可以看出R410A和R410B在单位容积制冷量方面要比R22大将近45%,COP比R22小8%,但是其冷凝压力和蒸发压力要比R22高将近60%。R717在单位质量制冷量方面要明显高于R22,但是其消耗单位理论功也要明显高于R22,此外其排气温度、压缩比也要高于R22。碳氢制冷剂R290和R1270在单位质量制冷量方面要比R22高75%左右,而消耗单位理论功也比R22高80%左右,因而其COP要稍低于R22。R134a

27、在单位容积制冷量方面比R22低36%,在冷凝压力和蒸发压力上也要比R22低将近40%。而R407C与R22在各个性能指标上都比较接近。在不考虑其她影响因素状况下,空调工况下与R22性能比较接近代替工质为R407C、R1270、R290。R407C在制冷能力和压力特性上与R22最接近,代替更便于实现,因而代替时对既有R22设备所必须改动至少。唯一重要变动是改用聚合脂类油代替本来R22所用矿物油。重要缺陷是蒸发时温度滑变明显(约5)。使用时分馏对维修保养带来困难,由于很难保证泄露和通过几次补灌后系统中成分能维持不变。其COP比R22稍低,但是可以恰当提高循环过冷度来提高其COP。且实际因素对R40

28、7C制冷循环性能影响与R22比较接近。R1270单位质量制冷量为R221.81倍,但是其单位理论功为R221.83倍,因而COP也略不大于R22。R290COP虽然不不大于R22,但是单位容积制冷量也要比R22小14%。排气温度R1270和R290分别比R22低8和14,其压缩比也要不大于R22。压力特性与R22也比较接近。在小型空调中,制冷剂循环量小(大概为R22一半左右),并且高压某些要放置在室外,因而也可以考虑作为R22直接代替物。此外如果对产品构造和生产工艺改进并采用新型密封材料,会极大地减少泄露也许性。16对于R134a,其COP虽然比R22大2%,但是单位容积制冷量要比R22小35

29、%,需要增大压缩机排气容积,对压缩机进行扩容,同步也为了减少压降,必要采用管径比较大换热器。此外由于其冷凝压力和蒸发压力分别比R22小33%和40%,因此对换热器及管道压力方面规定也相应减少。其排气温度比R22低13,可以防止润滑条件恶化,润滑油结焦等问题,保证在高温地区正常运营。对于R717,其单位质量制冷量为R226.6倍,COP比R22大1%,单位容积制冷量也要比R22大10%,但是其排气温度要比R22高31。并且其制冷循环性能受实际因素影响要远不不大于R22。此外氨在润滑油中溶解度很小,油进入系统后,会在换热器传热表面上形成油膜,影响传热效果。R410A和R410B虽然在单位质量制冷量

30、、单位理论功、压缩比、排气温度方面与R22相称,但是COP要明显不大于R22,冷凝压力和蒸发压力要比R22高60%左右,而其单位容积制冷量比R22大50%。因而采用R410A和R410B系统,必须重新设计压缩机,强化系统部件构造,但是可以选用管径较小换热器和连接管道,此外还可以通过系统优化提高COP。二、空调器设计1.空调器压缩机选取及热力计算(1)压缩机压缩机作为整个空调器核心,相称于整个空调器心脏。压缩机将制冷剂在制冷系统内进行制冷循环过程中,由蒸发器中蒸发吸热后低温、低压饱和气体制冷剂,从蒸发器经吸气管(回气管)吸入压缩机压缩成高温高压力气态制冷剂,并通过排气管排出,送入冷凝器冷却,再经

31、毛细血管降压节流后进入蒸发器蒸发,如此循环进行。家用空调器多采用旋转活塞式和涡旋式两种型式压缩机。17 (2)压缩机选型图2-1 R22理论循环图R22工况点 :蒸发温度 t0=7 吸气温度 t3=18 蒸发压力 P0=0.6215MPa冷凝温度 tk=55 过冷温度 t4=50 冷凝压力 Pk=2.1751MPa 各个状态点参数如下表:表2-1 R22状态参数表温度(K)压力(MPa)密度(kg/m3)比焓(kJ/kg)比熵(kJ/kg-K)1280.150.6215190.715263.121.22532280.150.6215126.345407.541.74093291.150.621

32、5124.842415.911.77024358.932.171577.841449.191.77025323.152.17151084.9263.121.2070单位制冷量为: 初步选用型号为SL211CV压缩机 其参数如下表: 表2-2 压缩机型号表型号用途冷媒排气量电源制冷能力备注WCOPSL211CVT1工况R-2221.1ml/rev220-240V/50Hz/1PH35403.05CCC/TUV其理论排气量为 实际排气量 输气系数 (3)压缩机校核及热力计算18用R1270作工质时:蒸发温度 t0=7 吸气温度 t3=12 蒸发压力 P0=0.7166MPa冷凝温度 tk=50 过

33、冷温度 t4=45 冷凝压力 Pk=2.0542MPa热力循环图如下:图2-2 R1270理论循环图循环各点参数为: 表2-3 R1270状态参数温度(度)压力(MPa)比体积(kg/m3)比焓(kJ/kg)比熵(kJ/kg-K)170.7166317.749270.716615.080584.102.37103120.71660.068493592.9872.4024464.3792.05420.024741645.9862.40245452.0542317.749 单位制冷量 压比 由此知,因此用R1270作为工质时,压缩系数即为l=0.884.实际排气量为 : 制冷剂流量为: 因此实际制

34、冷量为: 因而所选压缩机符合规定。由所选取压缩机参数懂得:COP=3.05,可取压缩机电效率e=0.85,m=0.92则压缩机电功率为 实际功率为 实际单位功 因此 压缩机批示效率为: 则冷凝器热负荷为:2.冷凝器设计(1)冷凝器构造冷凝器是制冷装置重要热互换设备之一。它任务是通过环境介质(水或空气)将压缩机排出高压过热制冷剂蒸气冷却、冷凝成为饱和液体,甚至过冷液体。在大型制冷机中,有设立专用过冷器与冷凝器配合使用,使制冷剂液体过冷,以增大制冷机制冷量,提高其经济性。19冷凝器按冷却方式可分为三类:水冷式冷凝器,空气冷却式冷凝器,蒸发式冷凝器。1) 水冷式冷凝器这种型式冷凝器是用水作为冷却介质

35、带走制冷剂冷凝时放出热量。冷却水可以一次性使用也可以循环使用。用循环水时,必要配有冷却塔或冷水池,保证水不断得到冷却。水冷式冷凝器重要有壳管式和套管式两种构造型式。2) 空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器以空气为冷却介质,制冷剂在管内冷凝,空气在管外流动,吸取管内制冷剂蒸气放出热量。由于空气换热系数较小,管外(空气侧)经常要设立肋片,以强化管外换热。这种冷凝器迄今仅用于氟利昂制冷机,多用于家用和商用空调器(机)、气车及铁路车辆用空调装置、冷藏运送式制冷装置以及电冰箱、冷藏柜等。随着日益增长节能规定和分布式供冷供热系统发展,特别是中、大型风冷热泵冷热水机组发展,空气冷却式冷凝器呈现向大负荷发展态势

36、。当前,空气冷却式空调机组制冷量可达200300kW。203) 蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质。它运用水蒸发时吸取热量使管内制冷剂蒸气凝结。水经水泵提高再由喷嘴喷淋到传热管外表面,形成水膜吸热蒸发变成水蒸气,然后被进入冷凝器空气带走。未被蒸发水滴则落到下部水池内。箱体上方没有挡水栅,用于阻挡空气中水滴散失。该冷凝器空气流量不大,耗水量也很少。对于循环水量在6080L/h蒸发式冷凝器其空气流量约为100200m3/h;补水量约35L/h。为防止传热管外壁面结垢,对循环水应进行软化解决后使用。(2)选取冷凝器当前任务是要设计一台制冷量为3747W,咱们选用空气冷却式冷凝器进行参数设

37、计,就能满足有关性能规定。空气冷却式冷凝器按空气流动方式不同,分为空气自由运动和空气强制运动两种型式。21 图2-3 空气自由运动型丝管式冷凝器 图2-4 空气强制流动酌空冷冷凝器1-肋片 2-传热管3-上封扳4-左端板5-进气集管 6-弯头7-出液集管 8-下封板9-前封板 10通风机 11一装配螺钉1) 空气自由运动空气冷凝器:该冷凝器运用空气在管外流动时吸取制冷剂排放热量后,密度发生变化引起空气自由流动而不断地带走制冷剂蒸气凝结热。它不需要风机,没有噪声,多用于小型制冷装置,如电冰箱等。当前应用普遍是丝管式构造空气自由运动式冷凝器。如图2-3所示:它在蛇形传热管两侧焊有1.4-1.6mm

38、钢丝,旨在加大管外传热面积,提高空气侧表面传热系数。钢丝间距离可以依照需要进行调节,普通为4-10mm范畴。传热管普通采用4-10mm复合钢管(管外镀铜,又称做邦迪管),以保证其与钢丝良好焊接性能。由于钢丝竖直焊接在水平蛇管外,与热空气升力方向一致,使空气具备良好流动性,获得最佳传热效果,普通传热系数可1517.5W/(m2K)。2) 空气强制流动空冷冷凝器:如图2-4所示,它由一组或几组套有肋片蛇管构成。制冷剂蒸气从上部集管进入蛇管,其管外肋片用以强化空气侧换热,补偿空气表面换热系数过低缺陷。肋片普通采用=0.10.4mm铝片制成,套在516mm铜管外,由弯头连接成蛇管管组。肋片根部用二次翻

39、边与管外壁接触,经机械或液压胀管后,两者紧密接触以减少其传热热阻。普通肋片距离在24mm范畴。由低噪声风机迫使空气流过肋片间隙,通过肋片及管外壁与管内制冷剂蒸气进行热互换,将其冷凝成为液体。这种冷凝器传热系数较空气自由流动型冷凝器高,约为2550W/(m2K)。合用于中、小型氟利昂制冷装置。它具备构造紧凑、换热效果好、制造简朴等长处。纯铜管铝肋片空气强制流动热互换器典型构造参数:普通60kW如下装置多采用10mm纯铜管,管间距25mm;或12mm纯铜管,管间距35mm,管壁厚度为=0.51mm;其肋管排列方式可顺排,也可叉排;肋片间距在1.42.5mm范畴。其空气强制流动速度,从经济实用考虑普

40、通将其迎面风速控制在2.53.5m/s范畴内。冷凝温度tk和空气进出冷凝器温差,对冷凝器性能具备不可小视影响。普通tk越高,传热温差会越大,传热面积将随传热温差增大而减小。由此会引起压缩机功耗增大,排气温度上升。因此综合各方面影响因素考虑,tk与进风口温度之差应控制在15度左右;空气进出冷凝器温差普通取810。在构造方面,沿空气流动方向管排数愈多,则背面排管传热量愈小,使换热能力不能得到充分运用。为提高换热面积运用率,管排数以取26排为好。(3)冷凝器设计依照制冷量大小,咱们要设计是空气强制流动空冷冷凝器。 制冷剂蒸气在空冷冷凝器中要经历状态变化过热蒸气区、饱和区过冷液体区。此三个区域制冷剂物

41、理性质和换热机理有所不同,其表面换热系数也不同样。其在过热蒸气区表面换热系数比饱和蒸气区要低,但传热温差却比饱和蒸气区要大,以致该两区内单位面积热流量qF几近相等。而在过冷液体区qF要低某些,不到总传热量10。因此在设计时将其制冷剂在空冷器内换热全过程都按饱和蒸气区对待,以简化设计计算。221) 设计条件表2-4 设计条件项目数值单位室外进风温度35出风温度42冷凝温度50过冷度5室内进风干球温度27室内进风湿球温度19.5蒸发温度7过热度5压缩机批示效率0.752制冷量3747.2W制冷剂R1270依照材料和工艺设备状况,采用传热管为9.53mm0.35mm纯铜管,肋片为平直套片(铝片),片

42、厚f=0.12mm,片宽L=44mm。 2) 冷凝器设计计算冷凝热负荷拟定:从上一节热力计算知冷凝器热负荷:冷凝器构造初步规划及关于参数:管排方式采用正三角形排列,管间距,排间距;肋片间距;沿气流方向管排数。因而,各某些单位管长面积为:肋片面积肋间基管表面积肋管外总表面积肋管内表面积肋化系数空气进出冷凝器温差及风量:温差风量式中,空气平均密度;比热容;运动粘度;热导率肋片效率及空气侧换热系数:依照肋片参数,冷凝器空气最小流通面积与迎风面积之比:考虑降噪、节能等因素,假设迎风面风速则最小流通面风速当量直径空气雷诺数单元空气流道长径比依照流体横向流过肋片管簇整张平套片换热计算公式中:因此管外表面传

43、热系数:对于叉排管有,肋片当量高度肋片特性参数,其中为铝肋片热导率。肋片效率冷凝器外表面效率管内R1270冷凝时表面传热系数:一方面设管壁温度 ,则平均温度,由此查得工质在此温度下: 潜热rs=281720J/Kg ,rs0.25= 23.039;饱和液体密度为r=458.53kg/m3;液态热导率l=0.098267W/(mk);制冷剂运动粘度=0./s得,代入式中得:由热平衡关系求解管壁温度:忽视薄壁铜管热阻和管与肋片间接触热阻,则管内外热平衡关系为:即 整顿得 由试凑法得,此值与所假设近似相等,证明假设适当。计算所需要传热面积:以管外面积为基准传热系数:,求平均温差:所需管外传热面积及构

44、造参数:管外面积,所需肋片管总长度若取冷凝器每列管数20根,总管数202=40根,以单管有效长度0.76m计算,其总有效管长为400.76=30.4m,裕度为11.58%,冷凝器高度为(20+0.5)25.4mm=520.7mm。冷凝器迎风面积为:Af=0.760.5207=0.3957m2。实际迎面风速,与所假设风速相符,设计合理。空气流动阻力及风机选配(光管肋片A=0.007,粗糙肋片A=0.0133):阻力:取12Pa。则该冷凝器需要配用风机额定风量(即33.258),风机全压:取。3.蒸发器设计(1)蒸发器构造蒸发器按其冷却介质不同分为冷却液体载冷剂蒸发器和冷却空气蒸发器。依照供液方式

45、不同,有满液式、干式、循环式和喷淋式等。其中干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内可以完全气化蒸发器。其传热管外侧被冷却介质是载冷剂(水)或空气,制冷剂则在管内吸热蒸发,其流量约为传热管内容积2030。增长制冷剂质量流量,可增长制冷剂液体在管内湿润面积。同步其进出口处压差随流动阻力增大而增长,以至使制冷系数减少。干式蒸发器按其冷却介质不同分为冷却液体介质型和冷却空气介质型两类。其中冷却空气干式蒸发器按空气运动状态分又有冷却自由运动空气蒸发器和冷却强制流动空气蒸发器两种型式。冷却强制流动空气蒸发器(又称冷风机):由于光管式空气冷却器传热系数K很低,为加强空气侧换热,往往需要在管外设立肋片以提高传热系数值。但是在普通状况下,设立肋管后因片距较小会引起较大流动阻力,必要采用办法强制空气以

展开阅读全文
部分上传会员的收益排行 01、路***(¥15400+),02、曲****(¥15300+),
03、wei****016(¥13200+),04、大***流(¥12600+),
05、Fis****915(¥4200+),06、h****i(¥4100+),
07、Q**(¥3400+),08、自******点(¥2400+),
09、h*****x(¥1400+),10、c****e(¥1100+),
11、be*****ha(¥800+),12、13********8(¥800+)。
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 毕业论文/毕业设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2025 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服