制冷课程设计说明书

发布 2022-10-06 06:40:28 阅读 3121

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第一章制冷循环系统热力计算。

制冷循环系统的热力计算是根据确定的蒸发温度,冷凝温度,液态制冷剂的再冷度和压缩机的吸汽温度等已知条件。通过压焓图,求出各状态点的参数以及相关数值。

图1-1 蒸汽压缩式制冷实际循环。

压缩机实际过程。

等熵过程。热力计算主要公式:

1) 制冷剂单位质量制冷能力。

2) 压缩机单位理**。

3) 制冷剂循环质量流量。

名义工况下制冷量。

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4) 实际输汽量(制冷剂体积流量)

压缩机入口处汽态制冷剂的比容。

5) 压缩机理论输汽量。

式中::压缩机输汽系数。

:容积系数。

c, ,的规定范围见表1-1,其中,为等端点多变膨胀指数。

:压力系数。

:温度系数。

如表1-1:

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表1-1c, ,

:泄漏系数=0.97~0.99

6) 压缩机理**率。

7) 压缩机指示功率。

式中::指示效率。

1.1循环参数及压焓图。

1)循环系数。

水冷式冷水机组的名义工况下制冷量40kw,制冷剂为r22,蒸发温度为3℃,冷凝温度为40℃。由冷却水温度升高4~6℃ [6],取5℃过冷度。膨胀阀前液体温度为35℃。

取蒸发器出。口过热度5℃。

由于吸汽管道的长度和保温情况,取管道过热度5℃ [6]。

2)压焓图(图1-2)

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1.2 各点参数值。

查r22热力性质表和图②,得下表。

表1-2 各点状态参数表。

求,应用比例系数② =

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推导有: =441()

1.3热力计算。

(1)单位质量制冷量。

(2)单位理**。

3)制冷循环质量流量。

4)实际输汽量。

5)输汽系数。

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于是: =0.874×0.897×0.78×0.98=0.60

6)压缩机理论输汽量。

7)压缩机理**率。

8)压缩机指示功率。

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第二章压缩机选择。

制冷压缩机是蒸汽压缩式制冷装置的一个重要设备,制冷压缩机是形式很多,根据工作原理的不同可分为两大类:容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机。

本设计根据水冷式机组实际情况,选用半封闭往复活塞压缩机。

往复活塞压缩机应用较为广泛。但由于活塞和连杆等的惯性力较大限制了活塞运动速度和汽缸容积的增加,帮排汽量不会太大。目前活塞式压缩机多为中小型,一般空调工况制冷量小于300kw, 而封闭式制冷压缩机的主要特点是:

压缩机和驱动电机封闭在同一空间故不需要设置轴封装置。冷水机组多采用半封闭活塞式压缩机。

2.1压缩机选型。

由第一章计算结果,据参考资料[5]查表7-18,选用空调用半封闭往复式压缩机111phf5型,额定制冷量46.3kw,电机输出功率8.16kw。

制冷剂r22质量127kg ,均能满足设计要求。

2.2压缩机制冷剂流量校核。

压缩机在名义工况下的制冷剂质量流量为:

符合要求。课程设计说明书。

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第三章蒸发器设计计算。

蒸发器是空调系统四大部件之一,在冷水机组中是重要组成部件。蒸发器的作用是通过制冷剂蒸发(沸腾)吸收载冷剂的热量,从而达到制冷目的。

蒸发器的形式很多,按照载冷剂的不同可分为用于冷却空汽或冷却各种液体的蒸发器。根据供液方式的不同,蒸发器可分为满液式蒸发器,非满液式蒸发器,循环式蒸发器,淋激式蒸发器四种。

蒸发器的设计计算有两种方法,一种是整体计算法,一种是分布计算法。整体计算法是将蒸发器看做一个整体,根据制冷剂和载冷剂的质量流量和进出口温度进行计算,该方法计算简单快捷,并可以获得满足工程应用精度。分布计算法是将蒸发器分为多个区段,以上一区段的出口条件作为下一区段的进口条件,对每一区段进行计算,将全部区段叠加就可以求得整个蒸发器的换热情况,该方法具有计算精度高,获得信息量大的优点。

本设计中,要冷却液体的冷水机组,考虑制冷量40kw的中型冷水机组,故选用满液式卧式壳管蒸发器作为设计型式。

蒸发器设计计算主要公式:

1) 传热管为低翅片管结构参数。如图(3-1)[2]

图3-1 低翅片管结构图。

每米管长翅顶面积3-1)

每米管长翅侧面积: (3-2)

每米管长翅间管面积: (3-3)

每米管长总面积3-4)

每米管长内壁面积3-5)

2) 水侧表面传热系数[4]

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式中:w-流体在管内的流速,

-管内径,m

b-物性系数,见文献[4]表4-6

3) 制冷剂侧换热系数。

式中: -蒸发压力

-管束修正系数,当纵向管排z大于10,可使小于1;当z排小于10一般取1.

4)蒸发器传热面积f

式中::蒸发器制冷量,w;

k:平均传热系数;

:平均传热温差;[5]

式中:-蒸发器冷冻水进出口温度,℃;

蒸发器制冷剂蒸发温度,℃

3.1蒸发器设计计算参数。

制冷剂r22,实际制冷量46.3kw;冷冻水进口温度9℃,出口温度14℃。配套设计满液式卧式壳管蒸发器。

3.2蒸发器设计。

(1)管型选择根据参考文献[5],选取滚轧低翅片管作传热管,有关结构参数为:

10.4mm, =15.1mm, =0.4mm, =12.4mm, =1.2mm

由公式(3-1)

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第10页。由公式(3-2)

由公式(3-3)

由公式(3-5)

由公式(3-4)

2)估算传热管总长假定按管外面积计算的热流密度,则应布置传热面积

应布置有效总管长

3) 确定每流程管数z,有效单管长l及流程数n

进口温度℃,出口温度℃。由水物性表[5]在平均温度11.5

时水温度为999.9.此定压热容g=4190

所需水量:

若冷冻水流速取为2.5

根。取整数z=10根。

对流程数n,总根数nz,有效单管长,壳体内径及长径比进行组合计算。

如表3-1所示:

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第11页。表3-1 组合计算表。

分析组合计算,为便于端盖的加工制造,宜选取4流程方案,但考虑到蒸发器与半封闭活塞制冷压缩机的组成和机组总体结构尺寸,则采用6流程方案作为蒸发器结构设计。

4) 传热管布置排列及主体结构。

图3-2为结构示意图(管板图)

为使传热管左右对称及排列有序,共布置64根管,则流程平均管数z=10.67根,管内平均流速w=2.44.取热管有效单管长=0.93,则实际布置管外传热面积。

传热管按正三角形排列,管板上相邻管孔中心距为(1.25~1.30),取21.

5[5],管数最多的一排不在壳体中心线上。考虑最靠近壳体的传热管与壳体的距离不小于5,则所需最小壳体内径为219,根据无缝钢管规格,选用的无缝钢管作为壳体材料。

第12页。5) 传热计算及所需面积确定。

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目录。前言03 一 制冷压缩机选择计算04 二 冷凝器的选择计算和冷却水系统的计算07 三 蒸发器的选择计算及冷冻水系统计算11 四 膨胀阀的选择计算13 五 其他辅助设备的选择14 六 机房设计17 七 参考文献20 前言。课程设计是专业课程实践教学的重要环节。随生产生活水平的日益提高,建立稳定舒...

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