表冷器计算书.doc

表冷器计算书(一) 前表冷器a. 已知： 风量：14000CMH 空气质量流量 qmg=(140001.2)/36004.667kg/s空气体积流量 qvg=14000/36003.889m3/s 空气进、出口温度：干球：35/17 湿球：30.9/16.5 空气进、出口焓值：105.26/46.52KJ/ 进水温度：6，流量：110CMH(前、后冷却器) 阻力：水阻70KPa，风阻700Pa(前后冷却器)b. 计算： 接触系数2：2= 1-（tg2-ts2）/（tg1-ts1）=1-(17-16.5)/(35-30.9)0.878 查部分空气冷却器的接触系数2表：当Vy=2.32.5m/s时：GL六排的2=0.8870.875从这我们可以看出：六排管即可满足要求。（可得出如下结论：在表冷器外型尺寸受到限制的情况下，我们从增大换热面积来提高换热总量总是不大理想，即使强行增加排数仍旧帮助不大。我近30遍的手工计算也证明了这一点。提高水流速和降低水温对提高换热总量有更为积极的贡献。通过计算我们可以发现钢管的水阻实在太大，稍微增加一点，水阻就大的吓人。于是我设计采用了两组双排供、双排回的表冷器，在两组总排数仅8排的表冷器里同时供回水达四排之多，水程就一个来回。这样就出现了大流量小温差的情况，水流速可以提高。在冷冻水里添加乙二醇，使冷冻水的冰点下降。很容易我们发现对数平均温差提高了很多。从而达到了提高换热总量的目的。） 选型分析：冷负荷 Q= qmg (h1-h2)4.667(105.2646.52)274.14Kw(235760Kcal/h)由六排管的水阻Pw=64.681.85470Kpa 得：管内水流速1.04356m/s水阻的大小和水程的长短也有密切的关系，经验公式没有对此给个说法。推论：八排管（即实际上的二排管）在流速一定时的水阻必为六排管的1/3。理论上可以使Pw=21.561.85470Kpa，有1.8874m/s，但常识告诉我们：不能如此取值，可以判定八排管（即实际上的二排管）的1.5m/s为合理。 安全起见，设令：=1.2m/s要求Vy=2.32.5m/s，可初估迎面尺寸（计算表明风速和流速的增加，将带来K值的增加，但K值的增加，却导致迎面的减小，间接使整个换热面积A的减小，我对Vy=2.8m/s进行的计算表明，K值的增加，A值减小，KA之积增加并不明显。从这点来看牺牲K值换A值较为有利于整体换热效果，特别的要保68排的K值，换来的是将在以后用46排的增加面积来弥补，是很得不偿失的，况且那时K值还得再按0.8倍计算。但按Vy=2.0m/s计算表明：A值增加，KA之积也反而减小，K=65.336，考虑其它因数K=54.23，0.8862，0.17322；10.5665534，提出tw1=1.2的不合理要求。由多次的计算看出存在一个KA最佳大值，即以下的分析计算）。控制Vy=2.3m/s左右，有： 迎风面积Ay= qvg /Vy=3.889/2.3=1.691m2令：表冷器长L=1500 L=1500+120+120+60=1800表冷器高h=Ay/L=1.691/1.51.127m迎面换热管数n=h/3928.9（根） 取n=29根 同时总供水根数N=294=116根有：表冷器高h=1131 h=1131+84=1215 迎风面积Ay= Lh=1.6965m2 迎面风速Vy= qvg /Ay=3.889/1.69652.29237m/s可提供的冷水流量 qmw ：经反复多次验算，按tw =3.5左右较为合理。冷冻水量qmw =Q/Ctw =274.14/4.18683.5=18.71kg/s=18.71L/s(67.356CMH)根据所提供的110CMH的水量分配到前表冷器可在75CMH左右（由于水泵的选大，实际流量已在120CMH以上，分配到前表冷器可达80CMH）。通水截面Aw= n Ad =1161.5410-4=1.786410-2m2= qmw /Aw1.047m/s提高到=1.2m/s 有 qmw =21.4368 L/s（77.17248CMH） 则：tw 3.05443.1 表冷器结构尺寸(GL型)查实用制冷与空调工程手册page584586空气冷却器性能参数表:肋管D182+38钢绕片 片距3.2mm单位长度管传热面积：Fd=0.64/m 考虑局部存有片距为3.23.4，统一按Fd=0.61/m计。换热面积A：A=n8LFd =2981.50.61=212.28 析湿系数：=(105.2646.50)/1.01(3517)=3.231 传热系数：K8=1/(21.1Vy0.8451.15)+(1/216.6W80.8)-199.077W/ K8计= K8=99.0770.8382.234W/=0.83修正系数(考虑排数、污垢、表面积灰、计算误差等安全因素) 计算热交换效率系数1:计算传热单元数：=KA/qmgCp=82.234212.28/3.2314.6671.011031.14621计算水当量比：=qmgCp/qmwC=3.2314.6671.01/214.18680.173221=1e-(1)/ 1e-(1) 0.612354/0.93285 0.656432 校核计算冷冻水初始温度tw1：tw1=tg1-(tg1-tg2)/1 =35-(35-17)/0.950.6564326.136（根据简明空调设计手册page150介绍：考虑安全系数=0.94。这是针对冷冻水从头走到底的情况，我们选取的是八排四进四出，冷排管始终保持一个平均低温状态，可以使安全系数=0.951，取=0.95）tw1=6.1366 满足可提供6的冷冻水要求。取tw1=6.0我们的结构更多的可能是=1：tw1=tg1-(tg1-tg2)/1 =35-(35-17)/10.6564327.58tw2= tw1+tw =6+3.1=9.1 校核计算传热量对数平均温差tmtm=(35-9.1)-(17-6)/ln(35-9.1)/(17-6) =14.9/ln25.9/11 17.4Q=KAtm=82.234212.2817.4303736(w)303.73(Kw)安全系数 （303.73-274.14）/274.1410.8%分析：由于我们在参数的取值设定上已是最不利的情况，而计算又充分考虑了余量，且使用的计算公式本身就是根据实验得出的经验公式，在此基础上还有余量是安全合理的。 风阻校核计算：六排：Ps=32.05Vy1.695=32.052.292371.695 130.77Pa八排：Ps=130.778/6174.36175Pa 水阻校核计算： 六排：Pw=64.681.854KPa 这里八排管（即实际上的二排管）估取Pw=40Kpa，满足要求。（二）后表冷器a. 已知： 风量：14000CMH 空气质量流量 qmg=(140001.2)/36004.667kg/s空气体积流量 qvg=14000/36003.889m3/s 空气进、出口温度：干球：39.8/14.5 湿球：19.4/10.1 空气进、出口焓值：55.62/29.79KJ/ 进水温度：6，流量：110CMH(前、后冷却器) 阻力：水阻70KPa，风阻700Pa(前、后冷却器)b. 计算：接触系数2：2= 1-（tg2-ts2）/（tg1-ts1）=1-(14.5-10.1)/(39.8-19.4)0.7843查部分空气冷却器的接触系数2表：当Vy=3m/s时：GL六排的2-60.78922、GL四排的2-40.78922通过我以前多次的计算比较，选取12排才能较好的满足KA的要求，为不使水阻过限，分三组每组走四排（两个来回）。选型分析：冷负荷 Q= qmg (h1-h2)4.667(55.62-29.79)120.55Kw(112735Kcal/h)控制Vy=3m/s，可初估迎面尺寸： Ay= qvg /Vy=3.889/31.29631.3m2令：L=1500（统一外型宽度） L=1500+120+120+60=1800h=Ay/L=1.3/1.50.867mn=h/3922.23根 取n=22根、 N=223=66根有：h=858 h=858+84=942 Ay= Lh=1.50.858=1.287m2 Vy= qvg /Ay=3.889/1.2873.0217m/s管内水流速根据在前表冷器的分析，设令：1.1m/s可提供的冷水流量 qmw ：经反复多次验算，按tw =3.5估：qmw =Q/Ctw =120.55/4.18683.58.23kg/s=8.23L/s(29.615CMH)根据所提供的110CMH的水量分配到后表冷器可在35CMH左右（由于水泵的选大，实际流量已在120CMH以上，分配到前表冷器可达40CMH）。Aw= n Ad =661.5410-4=1.016410-2m2= qmw /Aw0.88m/s（小于设定的1.1m/s）qmw =11.11 L/s（40CMH） 可提高到=1.0932m/s 则：tw 2.5922.6表冷器结构尺寸(GL型)查实用制冷与空调工程手册page584586空气冷却器性能参数表:肋管D182+38钢绕片 片距3.2mm单位长度管传热面积：Fd=0.64/m 考虑局部存有片距为3.23.4，统一按Fd=0.61/m计。换热面积：A=n12LFd =22121.50.61=241.56析湿系数：=1（因为没有除湿）传热系数：K12=1/(21.1Vy0.8451.15)+(1/216.6W80.8)-143.64W/ K12计= K12=43.640.7130.98331W/=0.71修正系数(考虑排数、污垢、表面积灰、计算误差等安全因素)计算热交换效率系数1:计算传热单元数：=KA/qmgCp=31241.56/14.6671.011031.58865计算水当量比：=qmgCp/qmwC=14.6671.01/11.114.18680.1013361=1e-(1)/ 1e-(1) 0.79142/0.9788632 0.80851校核计算冷冻水初始温度tw1：tw1=tg1-(tg1-tg2)/1 =39.8-(39.8-14.5)/0.940.808516.51tw1=6.516 满足可提供6的冷冻水要求。取tw1=6.0tw2= tw1+tw =6+2.6=8.6校核计算传热量对数平均温差tmtm=(39.8-8.6)-(14.5-6)/ln(39.8-8.6)/(14.5-6) =22.7/ln31.2/8.5 17.457Q=KAtm=31241.5617.457130722(w)130.72(Kw)安全系数 （130.72-120.55）/120.558.44%分析：由于我们在参数的取值设定上已是最不利的情况，而计算又充分考虑了余量，且使用的计算公式本身就是根据实验得出的经验公式，在此基础上还有余量是安全合理的。风阻校核计算：6排：Pg=19.99Vy1.862=19.993.02171.862 156.69Pa12排：Ps=156.6912/6313.38315Pa 水阻校核计算： 6排：Pw=64.681.854KPa 这里12排管（即实际上的4排管）估取Pw=60Kpa，满足要求。（范文素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）6 / 6