翅片式蒸发器的设计计算2015-1-5
已知条件
进口空气干球
温度
27℃进口空气湿球
温度
19.5℃R22蒸发温度5℃出口空气干球
温度
17.5℃出口空气湿球
温度
14.6℃大气压力101.32Pa 制冷量11600W (1)结构参数
直径10mm 紫铜管，正三角形叉排
厚度0.7mm
翅片厚0.2mm铝平直套片翅片热导率237W/(m*K)
翅片间距 2.2mm
垂直流动方向
管间距
25mm
管排数4
迎面风速 2.5m/s
(2)几何参数
管外径10.4mm
内径8.6mm
沿气流流动方
向管间距
21.65063509mm
沿气流方向套
片长度
86.60254038mm
每米管长翅片
外表面面积
0.414833829m^2/m
每米管长翅片
间管子表面面
积
0.029702331m^2/m
每米管长总外
表面面积
0.44453616m^2/m
每米光管长外
表面面积
0.032672564m^2/m
每米管长内表
面面积
0.027017697m^2/m
每米管长平均
直径处表面面
积
0.02984513m^2/m
(3)空气侧干表面传热系数
空气平均温度22.25℃查此温度下空气物性
空气密度 1.1966kg/m^3
比定压热容1005J/（kg*K)
普朗特数0.7026
运动粘度0.00001588m^2/s
最窄界面处空
气流速
4.70890411m/s
空气雷诺数3083.917049
传热因子0.008516558
空气侧干表面
传热系数
61.02300331W/(m^2*K)
(4)空气在蒸
发器内的状态
变化过程
进口空气焓值55.6kJ/kg查焓湿图出口空气焓值40.7kJ/kg
进口空气湿度11.1g/kg
出口空气湿度9.2g/kg
露点焓值29.5kJ/kg
露点温度9℃
露点湿度7.13g/kg
空气平均比焓47.11184481kJ/kg
平均温度21.4℃
平均湿度10g/kg
析湿系数 1.569370968
(5)循环空气
量
循环空气量2802.684564kg/h
空气比体积0.866080411m^3/kg
空气体积流量2427.350198m^3/h
（6）空气侧
当量表面传热
系数
A25mm
B25mm
ρ' 2.574338543
肋片折合高度0.010895963m
肋片参数63.56754266m^-1
凝露工况下翅
片效率
0.865785468
当量表面传热
83.77312878W/(m^2*K)系数
(7)管内R22蒸
发时表面传热
系数
饱和液体比定
1.198kJ/(kg*K)压热容
饱和蒸气比定
0.658kJ/(kg*K)压热容
饱和液体密度1267.4kg/m^3
饱和蒸气密度25.53kg/m^3
汽化潜热201.16kJ/kg
饱和压力583.78kPa
表面张力0.0112N/m
液体动力粘度0.000256Pa.s
蒸气动力粘度0.00000842Pa.s
液体热导率0.093W/(m*K)
蒸气热导率0.0109W/(m*K)
液体普朗特数 3.29
蒸气普朗特数0.735
进口干度0.16
出口干度1
热流密度11.8kW/m^2
质量流速100kg/(m^2*s)
R22总质量流
247.138028kg/h
量
总流通截面积0.000686495m^2
每根管子有效
5.8088E-05m^2
流通截面面积
蒸发器分路数11.81817162
分路数取整11
每一分路R22
22.46709346kg/h
在管内实际流
量
每一分路R22
107.4379238kg/(m^2*s)在管内实际流
速
B00.000545988
C00.109629036
Frl0.085263525
雷诺数1515.881956
hl140.3211061
C1 1.136
C2-0.9
C3667.2
C40.7
C50.3
Ffl 2.2
管内R22蒸发
时表面传热系
数
2533.880021W/(m^2*K)
(8)传热温差
的初步计算
传热温差16.80482565℃不计R22阻力
(9)传热系数
翅片侧污垢热
阻，管壁导热
热阻，翅片与
管壁接触热阻
0.0048m^2*K/W
传热系数43.04702256W/(m^2*K)
（10）核算假
设的热流密度
值
管外热流密度723.397709W/m^2
管内热流密度11902.43719W/m^2
偏差0.87%偏差足够小，假设有效
（11）蒸发器
结构尺寸
所需内表面传
热面积
0.983050847m^2
所需外表面传
热面积
16.03543923m^2
所需传热管总
长
36.07229441m
迎风面积0.269705578m^2
蒸发器宽980mm
蒸发器高275mm
实际迎风面积0.2695m^2
垂直于气流方
向每排管数
11
换热管实际总
长
43.12m
传热管实际内
表面传热面积
1.165003087m^2
换热面积裕度18.51%
传热管长度裕
度
19.54%接近20%的裕度
（12）R22的
流动阻力及其
对传热温差的
影响
R22流动阻力9.765407654kPa R22饱和压力583.78kPa
流动损失 1.67%流动损失引起蒸发温度的变化可忽略