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表冷器计算书
表冷器计算书.
表冷器计算书
(一)前表冷器
a.已知:
①风量:
14000CMH
空气质量流量
q=(14000×1.2)/3600≈4.667kg/s
mg空气体积流量q=14000/3600vg3/s3.889m≈气进、出口温度:
空②湿35/17℃干球:
30.9/16.5℃球:
105.26/46.52KJ/空气进、出口焓值:
③
㎏前、后110CMH(水温度:
进6℃,流量:
④
)
冷却器前后700Pa(70KPa,风阻⑤阻力:
水阻<)冷却器计算:
b.
:
接触系数ε①2)-t()-tt=1-ε(/ts12g2s2g1=1-(17-16.5)/(
35-30.9)
⊙要求Vy=2.3~2.5m/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,K×A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6~8排的K值,换来的是将在以后用4~6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,K×A之积也反而减小,K=65.336,考虑其它因数K=54.23,β≈0.8862,γ≈0.17322;ε≈0.5665534,提出1t=1.2℃的不合理要求。
由多次w1的计算看出存在一个K×A最佳大。
控制值,即以下的分析计算).
Vy=2.3m/s左右,有:
迎风面积Ay=qvg2/Vy=3.889/2.3=1.691m
令:
表冷器长L=1500L'=1500+120+120+60=1800
表冷器高1.127m
≈h=Ay/L=1.691/1.5≈n=h/39迎面换热管数28.9(根)同时总供取n=29根
×4=116根水根数N=29h=1131
器高:
有表冷h'=1131+84=12152
Ay=L×h=1.6965m迎风面积迎面风速Vy=qvg/Ay=3.889/1.6965≈2.29237m/s
⊙可提供的冷水流量q:
mw经反复多次验算,按△tw
=3.5℃左右较为合理。
冷冻水量q=Q/C×△tw
mw=274.14/4.3.5
×1868.
=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
-4-2m=1.7864×10=116×1.54×102
ω=q/Aw≈mw1.047m/s
提高到ω=1.2m/s有qmw=21.4368L/s(77.17248CMH)
则:
△tw≈3.0544℃≈3.1℃
②表冷器结构尺寸(GLⅡ型)
查《实用制冷与空调工程手册》page584~586《空气冷却器性能参数》表:
片绕钢38φ2+×D18管肋
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3.2~3.4㎜,统一按Fd=0.61㎡/m计。
换热面积A:
A=n×8×L×Fd
=29×8×1.5×0.61=212.28㎡
③析湿系数:
ξ=(105.26-46.50)/[1.01(35-17)]=3.231
热系数:
传④0.845ξ=[1/(21.1VyK80.81.15-1≈99.077W/㎡℃)])+(1/216.6W8K=K×η=99.077×0.83≈82.234W/88计㎡℃
η=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)
⑤计算热交换效率系数ε:
1计算传热单元数:
β=KA/ξqCp
mg=82.234×212.28/3.231×43.667×1.01×101.14621
≈.
计算水当量比:
γ=ξqCp/qC
mwmg=3.231×4.667×1.01/21×4.1868
≈0.17322
-(1-γ)β-(1-γ)β]
e]/[1--ε=[1eγ1≈0.612354/0.93285
≈0.656432
⑥校核计算冷冻水初始温度t:
w1⊙t=t-(t-t)/αε1
g1g2w1g1=35-(35-17)/0.95×0.656432
℃≈6.136page150〈简明空调设计手册〉(根据这是针=0.94。
介绍:
考虑安全系数α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=0.95数α=0.95~1,取α)供提足可满6=6.136t℃>℃w16℃的冷冻水要求。
℃取t=6.0w1⊙我们的结构更多的可能是α:
=1-t-(t=ttα)/ε1
g2g1g1w1.
=35-(35-17)/1×0.656432
≈7.58℃
⊙t=t+△tw=6+3.1=9.1℃w1w2
⑦校核计算传热量
⊙对数平均温差△tm
△tm=[(35-9.1)-(17-6)]/ln[(35-9.1)/(17-6)]
=14.9/ln25.9/11
≈17.4℃
⊙Q=KA△tm=82.234×212.28×17.4≈303736(w)≈303.73(Kw)
⊙安全系数
(303.73-274.14)/274.14≈10.8%
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。
⑧风阻校核计算:
六排:
△1.6951.695=32.05×2.29237Ps=32.05Vy
≈130.77Pa
八排:
△Ps=130.77×8/6≈174.36≈175Pa
⑾水阻校核计算:
1.854KPa
ω六排:
△Pw=64.68这里八排管(即实际上的二排管),满足要求。
估取△Pw=40Kpa
(二)后表冷器已知:
a.
14000CMH
量:
风⑨流量空气质量4.667kg/s
=(14000×1.2)/3600≈qmg=14000/3600q空气体积流量vg3/s≈3.889m气进、出口温度:
⑩空:
39.8/14.5℃干球湿球:
19.4/10.1℃㎏55.62/29.79KJ/空?
气进、出口焓值:
前、后110CMH(℃,流量:
水温度:
?
进6)
冷却器前、700Pa(,风阻70KPa力:
水阻<阻?
后冷却器)
b.计算:
①接触系数ε:
2
ε=1-(t-t)/(t-t)s1s22g1g2=1-(14.5-10.1)/(39.8-19.4)≈0.7843
②查《部分空气冷却器的接触系数ε》表:
2当Vy=3m/s时:
GLⅡ六排的ε>0.78922、2-6GLⅡ四排的<0.78922
ε2-4通过我以前多次的计算比较,选取12排才能较好的满足K×A的要求,为不使水阻过限,分三组每组走四排(两个来回)。
③选型分析:
⊙冷负荷Q=q×(h-h)
21mg4.667×(55.62-29.79)≈120.55Kw(112735Kcal/h)
⊙控制Vy=3m/s,可初估迎面尺寸:
Ay=q≈/Vy=3.889/3vg
21.3m1.2963≈(统一外型宽度)令:
L=1500=1500+120+120+60=1800
L'
≈h=Ay/L=1.3/1.50.867m
取n=h/39≈22.23根根N=22×3=66n=22根、:
有h=858
858+84=942
h'=2
0.858=1.287mAy=L×h=1.5×Vy=q/Ay=3.889/1.287vg≈3.0217m/s
ω⊙管内水流速根据在前表冷器的分析,设令:
1.1m/s
ω≤:
⊙可提供的冷水流量qmwtw
经反复多次验算,按△=3.5℃估:
q=Q/C×△tw
mw=120.55/4.1868×3.5
≈8.23kg/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
-4-226×1.54×10m=1.0164×10=6ω=q/Aw≈0.88m/s(小mw于设定的ω≤1.1m/s)
q=11.11L/s(40CMH)mw可提高到ω=1.0932m/s
则:
△tw≈2.592℃≈2.6℃
④表冷器结构尺寸(GLⅡ型)
查《实用制冷与空调工程手册》page584~586《空气冷却器性能参数》表:
肋管D18×2+φ38钢绕片
3.2mm
片距
单位长度管传热面积:
Fd=0.64㎡/m
考虑局部存有片距为3.2~3.4
㎜,统一按Fd=0.61㎡/m计。
换热面积:
A=n×12×L×Fd
=22×12×1.5×0.61=241.56㎡
⑤析湿系数:
ξ=1(因为没有除湿)
⑥传热系数:
0.845ξ=[1/(21.1VyK12-11.150.843.64W/㎡℃)+(1/216.6W)]≈8K=K×η=43.64×0.71≈30.983≈1212计31W/㎡℃
η=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)
⑦计算热交换效率系数ε:
1⊙计算传热单元数:
β=KA/ξqCp
mg=31×241.56/1×4.667×1.301×10≈1.58865
⊙计算水当量比:
γ=ξqCp/qC
mwmg
=1×4.667×1.01/11.11×4.1868
≈0.101336
-(1-γ)β-(1-γ)β]
e⊙ε=[1-]/[1-eγ1≈0.79142/0.9788632
≈0.80851
⑧校核计算冷冻水初始温度t:
w1⊙t=t-(t-t)/αε1
w1g2g1g10.×=39.8-(39.8-14.5)/0.9480851
≈6.51℃满足可提供=6.51℃>6℃tw1℃的冷冻水要求。
6=6.0℃t取w1=t⊙t+△℃tw=6+2.6=8.6w1w2⑨校核计算传热量tm⊙对数平均温差△△tm=[(39.8-8.6)-(14.5-6)]/ln[(39.8-8.6)/(14.5-6)]
=22.7/ln31.2/8.5
℃17.457≈
⊙Q=KA△tm=31×241.56×17.457≈130722(w)≈130.72(Kw)
⊙安全系数
(130.72-120.55)/120.55≈8.44%
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。
⑩风阻校核计算:
6排:
△1.8621.862=19.99×3.0217Pg=19.99Vy≈156.69Pa
12排:
△Ps=156.69×12/6≈313.38≈315Pa
⑾水阻校核计算:
1.854KPaPw=64.68ω排:
△6这里12排管(即实际上的4排管)估取△Pw=60Kpa,满足要求。
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