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蒸发器设计计算

已知条件：工质为R22，制冷量3kW，蒸发温度t0?7?C，进口空气的干球温度为ta1?21?C，湿球温度为tb1?15.5?C，相对湿度为??56.34％；出口空气的干球温度为ta2?13?C，湿球温度为tb2?11.1?C，相对湿度为??80％；当地大气压力Pb?101325Pa。 （1）蒸发器结构参数选择

选用?10mm?0.7mm紫铜管，翅片厚度?f?0.2mm的铝套片，肋片间距

sf?2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距s1?25mm，沿

气流方向的管排数nL?4，迎面风速取wf?3m/s。 （2）计算几何参数

翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为

db?do?2?f?10?2?0.2?10.4mm

沿气流方向的管间距为

s2?s1cos30??25?0.866?21.65mm

沿气流方向套片的长度为

L?4s2?4?21.65?86.6mm

设计结果为 L?3s2?25?3?21.65?25?89.95mm 每米管长翅片表面积：

??1000? af?2?s1?s2?db2??4s??f3.14?2?1000??10.4??? ?2??25?21.65? 4??2.5?0.3651m2m

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每米管长翅片间管子表面积：

ab??db(sf??f)sf

?3.14?10.4??2.5?0.2???0.03m2m

1000 2.5每米管长总外表面积：

aof?af?ab?0.3651?0.03?0.3951m2m

每米管长管内面积：

ai??di?3.14?(0.01?0.0007?2)?0.027m2m

每米管长的外表面积：

ab0??db?3.14?0.0104?0.03267m2m

肋化系数：

??每米管长平均直径的表面积：

aofai?0.3951?14.63

0.027?0.0104?0.0086?2am??dm?3.14????0.02983mm

2??（3）计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性 空气的平均温度为

tf?空气在下17?C的物性参数

ta1?ta221?13??17?C 22?f?1.215kgm3

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cpf?1005kJ?kg?K?

Prf?0.704

vf?14.48?10?6ms

②最窄截面处空气流速

wmax?wfsfs1252.5?3??5.58ms

?s1?db??sf??f??25?10.4??2.5?0.2?③干表面传热系数

干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算

?wmaxd0?? ?4?0.0014?0.2618??v?f???0.4?aof???a???bo??0.15

?0.3951????0.03267??0.15?5.58?0.0104? ?0.0014?0.2168??6??14.48?10??0.4

?0.00792

?0??4?fwmaxcpf?Pr?23?0.00792?1.215?5.58?1005?0.704?23?68.2Wm2?k??

（4）确定空气在蒸发器内的变化过程

根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得

h1?43.364kJkg,h2?31.924kJkg,d1?8.723gkg,d2?7.443gkg。在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2，并延长与饱和气线???1.0?相交于点w，该点的参数是hw?25kJkg,dw?6.6gkg,tw?8?C。 在蒸发器中空气的平均比焓值

hm?hw?h1?h243.364?31.924?25??36.73kJ/kg

h1?hw43.364?251n1n31.924?25h2?hw由焓湿图查得tm?16.2?C,dm?8gkg

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