PDF《第六章 制冷设备》

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第六章 制冷设备总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束

第一节 概述

一、制冷设备概况 制冷机中除了压缩机等机器外, 还包括具备各种功能的热交换器和一 些用于改善制冷机运行条件、提高运 行效率的部件,统称为制冷设备.

总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 制冷设备可分为主要设备和辅助设备两部分 ? 主要设备包括冷凝器、节流机构、蒸发器、 冷凝―蒸发器和中间冷却器以及发生器、吸 收器等,是制冷机中不可或缺的部件. ? 辅助设备则有各种分离器、贮液器、回热 器、过冷器以及膨胀容器等,是制冷机正 常、稳定、可靠和高效工作重要保证. 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 材料 ? 制冷设备使用的材料随介质不同而异.氨对 黑色金属无侵蚀作用,而对铜及其合金的侵 蚀性强烈,所以氨制冷机中制冷设备都用钢 材制成.而氟利昂对一般金属材料无侵蚀作 用,可以使用铜或铜合金制造.为了节省有 色金属,大型氟利昂制冷机仅在热交换器的 传热部分采用铜管. 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 压力 ? 在制冷机中,制冷设备需要承受一定的工作 压力.作为受压容器.必须考虑其压力条 件,正确选择强度计算时的设计压力,以及 制造完结时的强度试验(液压试验)及气密试验 (气压试验).气密试验时的压力标准非常重 要,它直接关系到制冷机寿命和操作人员的 生命安全.表6―1为JB/T6916《制冷装置用 压力容器》规定的制冷设备容器的压力试验 标准. 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束

二、制冷换热器的传热基础与计算 ?

1、翅片管的传热特性 ? 1)翅片管的型式 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 绕片管单位管长的翅片面积为 ( ) [ ] ( ) t f f b f f t t f s h h d s h d d f

2 .

1 2 .

1 2

8 .

0 4

2 2 + + ? ? = π π 翅片间管子外表面积为 ? ? ? ? ? ? ? ? ? = f f b b b s d d f δ π 翅化系数

12 ~

6 = = i t f f β 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 套片管 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 套片管单位管长的翅片面积为 翅片间管子外表面积为 翅化系数 f b f S d S S f /

4 2

2 2

1 ? ? ? ? ? ? ? = π )

1 ( f f b b S d f δ π ? = β=10~25 β 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 轧片管 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 轧片管的翅片面积 (m2/m) 翅片间管子外表面积 (m2/m) ( ) f b t f S d d f

2 2 cos

1 4

2 2 * * ? = θ π ( ) f b b S d f

0 1 δ π ? = 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 翅片管的传热特性 管子表面温度为,周围介质温度为,翅片表面 的平均温度为,则通过每米管长翅片表面的 传热量: ( ) f f a f f f f t t f q θ α α

0 0 = ? = ( ) f f f a f f f t t f q η

0 0

0 0 θ α η α = ? =

0 0 θ θ η f a a f f t t t t = ? ? = 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 对平壁上的等厚度平直翅片 f f f mh mh th ) ( = η m为翅片参数 f f a m δ λ

0 2 = 对于基础面为圆管的情况 '

'

) ( mh mh th f = η 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 对于圆管上的等厚度圆翅片 ( ) ρ ln

35 .

0 1 '

+ = f h h 对于套片管,管簇顺排时翅片为长方形,叉排 时翅片为六角形. 长方形翅片的当量翅高为 ( )( ) '

'

'

ln

35 .

0 1

1 2 ρ ρ + ? = b d h

2 .

0 28 .

1 '

? = B L ρ ρ b d B = ρ L和B分别为长方形的长边和短边 b d dt = ρ 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 六角形翅片的当量翅高按上式计算 ,但 L和B分别表示六角形的长对边距离和短对 边距离.且3.027 .

1 '

? = B L ρ ρ s η 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 根据翅片效率的定义

0 0

0 0 ) ( θ α η θ α η t s b f s l f f f q = + = 翅片管的表面效率ηs 设翅片管的翅片部分何传热管部分 两部分面积上的换热系数相同,则 总的换热量为

0 0

0 0 θ α θ η α b f f b f l f f q q q + = + = ( ) f t f t f t f f t b f f s f f f f f f f f f η η η η ? ? = ? + = + =

1 1 有 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 制冷换热器的计算 换热器的传热方程 m t KF Q Δ = 根据热交换器管内外传热量平衡的原则, 有: m i i m t F K t F K Q Δ = Δ =

0 0 i i i i d d K f f K F F K K

0 0

0 0

0 0 = = = 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 由传热系数K的定义得:

0 0

0 )

1 (

1 1 f f r f f r K i m i i i i α λ δ α + + + + = i i i m f f r f f r K

0 0

0 0

0 )

1 (

1 1 α λ δ α + + + + =

0 0

0 0

0 0 )

1 ( )

1 (

1 f f r f f f f r f f K K t m t i t i i t f α λ δ α + + + + = = 对于强化管外传热的肋片管热交换器的传热面 积,可将其简化成管外径为的光管,然后计算其 传热系数K.肋片管按总管外表面积计算K的值 为: b dt f 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束

0 0

0 t q Δ = α

0 0

0 0

0 )

1 ( r f f f f r t t q m i i i m + + + Δ ? Δ = λ δ α 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束

第二节 冷凝器 ?

一、冷凝器的结构 ?

1、水冷式冷凝器 ? 这种型式的冷凝器是用水作为冷却介质带 走制冷剂冷凝时放出的热量.冷却水可以一 次性使用.也可以循环使用. ? 水冷式冷凝器主要有壳管式和套管式两种 结构型式. 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 壳管式冷凝器 ? 壳管式冷凝器分为立式和卧式两大类. ? 一般立式壳管式冷凝器适用于大型氨制冷装 置?卧式壳管式冷凝器则普遍使用大、中型氨或 氟利昂制冷装置中. 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 图6-5 壳管式冷凝器结构 (a)卧式壳管式冷凝器 (b)立式壳管式冷凝器 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 氨制冷机配用的卧式壳管式冷凝器: 试验证明,其传热系数不受单位面积热流量变 化的影响,而是取决于冷却水流速和污垢热 阻的大小. mm

32 ~

25 φ φ s m w

5 .

1 ~

8 .

0 = ) (

1160 ~

930 2 K m W ?

2 5234 ~

4071 m W qF = 通常采用无缝钢管作为传热管: 一般卧式壳管式氨冷凝器在水速: 传热系数K: 单位面积热流量为 总目录 返回本章 返回本节 下一页 上一页 结束 卧式壳管式氟利........