小型冷藏柜設計.doc

桂林航天工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計論文題目： 小型冷藏柜設計學生姓名：陶紹念學 號: 200605210213指導老師： 賀廣興系 別： 汽車工程系專業(yè)班別： 制冷與冷藏技術2班完成時間：2009-11-21目錄摘要 3 第一章 概論4 第二章 冷藏柜的總體布置5第三章 冷藏柜的熱負荷7第四章 箱體外表面的凝露校核9第五章 制冷系統(tǒng)循環(huán)熱力計算10 第六章 壓縮機的選型及熱力計算13 第七章 冷凝器的設計計算15 第八章 蒸發(fā)器的設計計算21 第九章 毛細管的選擇計算25參考文獻 26致謝 26摘要：本課程設計綜合運用制冷原理、傳熱學、小型制冷裝置設計指導、工程熱力學的知識，借用成熟機型的結構，設計一臺小型冷藏柜。關鍵詞：壓縮機 蒸發(fā)器 冷凝器 毛細管 Abstract ：This curriculum project synthesis utilization refrigeration principle, heat transfer theory, the small refrigerating unit design instruction, engineering thermodynamicss knowledge, borrows the mature type the structure, designs a small freezerKey phrase: Compressor Evaporator condenser Capillary tube第一章概 論 冷柜是商業(yè)和飲食業(yè)中使用面較廣的商業(yè)制冷裝置。通常指那些供商店或食堂服務人員用來短期貯存商品或食品的低溫柜或箱。 冷柜可分為冷藏柜和冷凍柜,也可以組合在一起。冷藏柜的柜內溫度通常在08之間,冷凍柜柜內溫度通常在0-18以下,國產冷柜柜內溫度也有設計成0-15之間的,而專用型冷柜對柜內溫度有不同的要求。冷柜也可根據(jù)需要制成具有凍結能力的凍結冷柜。根據(jù)使用地區(qū)的不同可制成兩種形式,對使用在溫帶氣候地區(qū)的冷柜使用環(huán)境溫度是1232,相對濕度是4085;對亞熱帶地區(qū)的使用環(huán)境溫度是1840,相對濕度是4080,這對設計制作冷柜圍壁隔熱層和融霜系統(tǒng)應有不同的要求。冷柜的內容積通常在0.43m3之間,小于O.4m3的冷柜通常列入家用冷柜,而大于3m3的冷柜通常制成組合冷庫形式,便于操作人員貯存食品。由于要求操作人員在櫥柜外面伸手拿取食品,因而冷柜的進深較淺。冷柜在結構形式上分為兩大類：立式冷柜和臥式冷柜。立式冷柜和臥式冷柜不但在形式結構上差別較大，而且在功能種類上也不同。立式冷柜早先在國內由于溫度在-lO左右且外型類似柜，故簡稱冷藏柜；而臥式冷柜的外型呈箱式，故早先簡稱為冷藏箱，用于存取冷食飲料或冷卻瓶裝飲料，其冷卻方式除用空氣直接冷卻外，也可采用水作為載冷劑間接冷卻。臥式冷柜存貯食品易堆積，不如立式冷柜存取方便，但臥式冷柜的上開門方式使冷量損失較少，結構較立式冷柜簡單，價格便宜。第二章 冷藏柜的總體布置冷藏柜的總體布置是冷藏柜設計的一個重要環(huán)節(jié)。本設計的總體布置是以實用、節(jié)能為依據(jù)?，F(xiàn)根據(jù)所提出的任務給出如下設計條件：1） 使用環(huán)境條件：冷藏柜周圍環(huán)境溫度ta=32，相對濕度=7552） 箱內溫度：平均溫度為tm=-12,3） 箱內有效容積：總容積為263L4） 制冷系統(tǒng)為單級蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，冷卻方式采用直冷，蒸發(fā)器為板管式蒸發(fā)器，冷凝器采用絲管式冷凝器，采用毛細管作為節(jié)流元件。制冷系統(tǒng)圖如下形式，不設置水蒸發(fā)加熱器。5） 箱體結構：外形尺寸為1210mm930mm630mm（寬深高）。絕熱層用聚氨酯發(fā)泡，其厚度根據(jù)理論計算和冰箱廠的實踐經驗選取，其值如下表所示，箱體結構圖如下所示。冷藏柜各面的絕熱層厚度（mm） 箱面兩側面前后面門體底面厚度(mm)555555656） 由于本設計選用R12的代替工質R134a，故在總體布置是還須考慮一下倆方面問題。潤滑油 制冷工質R12中的氯原子有利于潤滑，尤其是在高的壓力下，氯原子起著良好的潤滑作用，而替代工質R134a無氯原子，它與礦物質油難以互溶，前幾年曾經選用聚烯氫甘醇（PAG）油與R134a配用，雖然解決了互溶性問題，但是由于聚烯氫甘醇潤滑性不好，致使摩擦力增加，造成壓縮機的COP下降。最近對新合成的聚酯油進行了試驗，其結果表明，聚酯油不但潤滑性比聚烯氫甘醇好，而且具有合適的粘度，低吸濕性等優(yōu)點，為此本設計選用合成的聚酯油作為系統(tǒng)潤滑油。干燥過濾器 采用R134a替代R12，要取得好的效果，干燥過濾器需要從新選擇。其過濾器內的分子篩品種要根據(jù)R134a的直徑大小來選配。因為聚酯類潤滑油更容易吸水，故干燥過濾器內分子篩的重量比原來的增大20左右。青島電冰箱廠在試制過程中選用XH7型干燥過濾器替代原XH5型干燥過濾器，使用效果良好，故本設計也選用XH7型干燥過濾器。箱體結構圖第三章 冷藏柜的熱負荷（1）冷藏柜箱體漏熱量Q11） 箱體隔熱層漏熱量Qa 箱體隔熱層漏熱量按式Qa=KA（t1- t2）計算，計算時箱外空氣對箱體外表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)1取11.3w/（k），箱內壁表面對箱內空氣的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)2取1.16 w/（k），隔熱層材料的熱導率取0.03 w/（mk）。K=1/（1/1+/+1/2）為隔熱層厚度，各傳熱表面的傳熱量計算見下表： 冷藏柜箱體各表面的傳熱量 箱面計算值兩側面前后面門體底面面積A/0.671.3190.7620.762傳熱系數(shù)（）0.3590.3590.3590.321傳熱溫差/44444455.2傳熱量10.58320.83512.03713.502箱體隔熱層漏熱量為 Qa=（10.583+20.835+12.037+13.502）W=56.957 W2）通過箱門與門封條漏熱量QbQb=0.15 Qa =0.1556.957=8.544 W箱體漏熱量為Q1= Qa + Qb =（56.957+8.544）=65.501 W（2）冷藏柜開門漏熱量Q2 開門漏熱量按公式Q2= (VBnh)/(3.6va)計算。冷藏柜內容積VB取，開門次數(shù)為每小時10次，空氣的比體積va為0.9 m3/ Kg，進入箱內空氣達到規(guī)定溫度時的降溫降濕比焓差h值為h=h32，75- h-12，100=90-（-8.3）KJ/Kg=98.3 KJ/Kg 冷藏柜開門漏熱量為Q2= (VBnh)/(3.6va)=（0.26312898.3）（3.60.9）=63.863 W（3）貯物熱量Q3，貯物熱量按Q3= (MCt1+ Mr- MCbt2)/(2 3.6)計算，水的初始溫度t1取25，實冰的溫度t2取-2，水的質量M =263.120.005 Kg=1.316 Kg。則Q3= (MCt1+ Mr- MCbt2)/(2 3.6)W=1.3164.1925+ 1.316333- 1.3162（-2）(2 3.6) W=（137.851+438.228+5.264）7.2=80.742 W式中M水的質量，單位為Kg；C水的比熱容，C=4.19 Kj/(Kg.k)r水的熔化熱,r=333 Kj/Kg Cb冰的比熱容, Cb =2 Kj/(Kg.k)。則冷藏柜的總熱負荷為：Q=1.1（ Q1+ Q2+ Q3）W=65.501+63.863 +80.742 W=210.106 W 第四章 箱體外表面的凝露校核絕熱層厚度最薄處在兩側，按式tw= t1- K/0（t1- t2）計算，計算時取箱外空氣對箱體表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)0取11.63 w/（k），傳熱系數(shù)K值為0.359 w/（k），環(huán)境溫度t1為32，箱內空氣溫度t2為-12，則外表面溫度tw= t1- K（t1- t2）/0=32-0.359（32+12）11.63=30.642在環(huán)境溫度32，相對濕度75下查空氣的h-d圖，其露點溫度為28.2，由此可見，箱體絕熱層厚度最薄處的頂表面溫度大于露點溫度，故不會凝露。根據(jù)以上計算可知，本設計的冷藏柜采用上述絕熱層厚度在外表面不會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。第五章 制冷系統(tǒng)循環(huán)熱力計算 熱力參數(shù)的計算步驟 :本設計時為便于壓縮機選型，故選擇壓縮機工況，工況列表如下：工況參數(shù)冷凝溫度tk蒸發(fā)溫度to回氣溫度tG過冷溫度ts設計例值54.4-23.332（80）17參數(shù)來源tk=32+22.4=54.4環(huán)境溫度加上冷凝溫度。to=-12-11.3=-23.3箱內溫度減去傳熱溫差。蒸汽進入壓縮機殼前的狀態(tài)，括號值為實際吸入汽缸前的過熱蒸汽。ts=32-15=17環(huán)境溫度減去過冷度制冷系統(tǒng)壓-焓圖見下圖并應用R134a的壓-焓圖、熱力性質表及其有關計算公式，現(xiàn)將其設計工況下的有關壓力、各點比焓值和過熱蒸汽比體積等參數(shù)列表如下：熱物性參數(shù)列表（工質R134a）參數(shù)名稱符號單位參數(shù)來源設計值冷凝壓力PkMPatk =54.4查熱力性質表1.4696蒸發(fā)壓力PoMPato =-23.3查熱力性質表0.115出蒸發(fā)器時飽和蒸汽比焓h1KJ/Kgto =-23.3查熱力性質表383.27進壓縮機前過熱蒸汽比焓h1KJ/Kg32查熱力性質圖430.0進壓縮機前過熱蒸汽比體積vm3/ Kg32查熱力性質圖0.213進入汽缸前過熱蒸汽比焓h1KJ/Kg80查熱力性質圖475.0進入汽缸前過熱蒸汽比體積v”m3/ Kg80查熱力性質圖0.250排出過熱蒸汽溫度2T2=（Pk/ Po）(k-1)/k.(t1+273)119.55冷凝溫度下飽和蒸汽比焓h2KJ/Kgtk =54.4查熱力性質表424.1排出過熱蒸汽比焓h2KJ/Kgh2=h1+(h2s-h1)/ i585.5制冷劑過熱至32時比焓h3KJ/Kgtk =54.4查熱力性質圖244.37毛細管節(jié)流前液體比焓（17）h3KJ/Kgtk =54.4查熱力性質圖223.06蒸發(fā)器入口制冷劑比焓h4KJ/Kgh4= h3223.06定商壓縮蒸汽比焓值（32）h2sKJ/Kgtk =54.4查熱力性質圖499.0定商壓縮蒸汽比焓值（80）h2sKJ/Kgtk =54.4查熱力性質圖552.8循環(huán)各性能指標計算值如下：（1）單位制冷量 qo = h1-h4=383.27-223.06 KJ/Kg =160.21 KJ/Kg（2）單位體積制冷量 qv=qo/ v=(h1-h4)/ v=160.210.213 KJ/ m3= 752.16 KJ/ m3（3）單位等熵壓縮功 Wi= h2s-h1，=499.0-430.0 kJ/kg=69.0 kJ/kg（4）制冷系數(shù) = qo/ Wi =( h1-h4)/( h2s-h1，)=160.2169=2.322（5）單位冷凝熱量 qk = h2-h3=528-244.37 kJ/kg= 283.63 kJ/kg（6）制冷劑循環(huán)量 Ga=Q/qo=210.1063.6160.2=4.7215 Kg/h式中Q冷藏柜的總熱負荷值。（7）冷凝器熱負荷 Qk= Ga.qk = 4.7215283.631033600 W=371.987 W（8）壓縮機實際吸入過熱蒸汽量 Vs= Ga. v=4.72150.213 m3/h=1.006 m3/h第六章 壓縮機的選型及熱力計算壓縮機的選型除了采用查閱全性能曲線的方法外，也可以用熱力計算方法。首先求出設計工況下的輸氣系數(shù)，并計算出壓縮機的理論輸氣量、壓縮機的制冷量、壓縮機的輸入功率,再查有關電冰箱壓縮機的規(guī)格參數(shù)表，最后選用壓縮機。所選用壓縮機的制冷量必須等于或略大于設計值，其理論輸氣量和輸入功率也要同時滿足設計要求。1、設計工況的輸氣系數(shù)設計工況參數(shù)如上面得表，其輸氣系數(shù)等于容積系數(shù)v、壓力系數(shù)P、溫度系數(shù)T和泄露系數(shù)l的乘積。=vP Tl。1）容積系數(shù)：vv=1-C（Pk+ Pk）/Po1/m-1其中相對余隙容積C取0.025，膨脹系數(shù)m取1冷凝壓力Pk取1469.6 KPa,蒸發(fā)壓力Po取115.15 KPa，排氣壓力損失Pk為0.1Pk，怎容積系數(shù)v=1-0.025（1469.6+ 0.11469.6）/115.151/1-1 =0.682) 壓力系數(shù)：P=1- (1+C )Po/（v .Po）其中進氣閥的壓力損失Po=0.05 Po，其余取值同容積系數(shù)，則壓力系數(shù)P=1-(1+0.025) 0.05115.15（0.68115.15） =0.9253）溫度系數(shù)t其中a取1.15，b取0.25，回氣熱力學溫度T1取353K，冷凝熱力學溫度Tk取327.4K，蒸發(fā)溫度to取-23.3，為壓縮機吸入前過熱度，=T1-（273+to）=353-（273-23.3）=103.3 K= =353/(1.15327.4+0.25103.3)=0.884）泄露系數(shù) 泄露系數(shù)取0.99。輸氣系數(shù)為 =0.680.9250.880.99=0.552、理論輸氣量：=1.006 /0.55=1.829 m3/h3、壓縮機制冷量： =752.161.8290.55 =756.64 KJ/h=0.2102 Kw4、壓縮機的功率：1）理論絕熱功率： =4.7215693600=0.0905 Kw2）指示功率： =0.09050.704=0.1286 Kw =249.7/327.4+0.0025(-23.3)=0.704 3）摩擦功率： = 0.651.82936.72=0.0324 Kw 為平均摩擦壓力，取0.65MPa4）壓縮機軸功率：=0.1286+0.0324=0.161 Kw5）電功率和電機效率： =0.161/0.82=0.191.7 Kw 取0.84根據(jù)以上求取的壓縮機理論輸氣量、壓縮機制冷量、電功率等參數(shù)，參照按制冷工質設計的壓縮機有關規(guī)格參數(shù)表選擇壓縮機。壓縮機選擇: 半封閉往復壓縮機壓縮機型號：QD88G；制冷量0.22 kW；輸入功率0.192kW；電源電壓范圍220+10-20V、50Hz。第七章 冷凝器的設計計算冷凝器采用絲管式冷凝器，冷凝管用復合鋼管（邦迪管）db=61.00 mm,鋼絲直徑db=1.5mm，管間距 Sb=46 mm，鋼絲間距 Sw=5 mm。冷凝器的總熱負荷值在熱力計算中已求得為。冷凝溫度為54.4，壓縮機機殼出口制冷劑蒸汽溫度可以假設為80，箱體底部化霜水盆中不設預冷盤管，設置門框防露管，制冷劑出防露管穩(wěn)當為32，空氣溫度為32。1、 過熱段及飽和段熱負荷 查制冷劑R134a的熱力性質表，運用線性插值法可求得過熱蒸汽比焓值h2k。當溫度t=80，壓力P=1317.6kPa時，比焓h2k=458.399kJ/kg；當溫度t=80，壓力P=1491.2kPa時，比焓h2k=455.578kJ/kg，則t=80，壓力P=1469.6kPa時，比焓h2k=455.929kJ/kg。同時查熱力性質表也能查得t=54.4、P=1469.6kPa時的飽和蒸汽比焓h2=424.10kJ/kg和t=32時的過冷液體比焓h3=244.37kJ/kg.故可求得過熱段熱負荷占總熱負荷的百分數(shù)為=（h2k-h2）/（h2k-h3）=(455.929-424.10）/（455.929-244.37)=15.05 現(xiàn)取防露管中放出熱量占總熱負荷的43，而過熱段熱負荷占總熱負荷的15.05，則飽和段熱負荷占總熱負荷為41.95。根據(jù)冷凝器總熱負荷值可求得過熱段熱負荷Q=371.98715.05=55.984 W，和飽和段熱負荷Q“=371.98741.95=156.049 W。2、 過熱段及飽和段熱負荷的傳熱溫差（1）、過熱段傳熱溫差mm=(th-tk)/ln(th-tk)/(tk-ta)式中th 過熱蒸汽溫度th =800C。tk冷凝溫度=54.40C。ta空氣溫度=320C。則m=(th-tk)/ln(th-ta)/(tk-ta) =（80-54.4）/ln(80-32)/(54.4-32) =33.59 0C （2）、過熱段傳熱溫差pp= tk-ta =(54.4-32) 0C=22.4 0C3、 自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)按下公式計算。of=0.94f(Prf Grf）0.26(Sb-db)(Sw-dw)/(Sb-db) 2+(Sw-dw) 20.155/ de式中 f空氣的熱導率，單位為（）de當量直徑，單位為Prf空氣的普朗特數(shù)Grf空氣的格拉曉夫數(shù)（1） 過熱段的自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 過熱段的定性溫度tf=ta+M /2=(32+33.592)=48.785,空氣的熱導率f查表后用內插入法求取。t=40時，=2.7610-2 W/(m.K)；t=50時，=2.8310-2 W/(m.K)，用線性內插法得t=48.785時，f=2.810-2 W/(m.K)?？諝獾钠绽侍財?shù)Prf =0.696，空氣的格拉曉夫數(shù)可由下式計算Grf = gm de 3/v2de =Sb(1+2Sbdw/Swdb)/（Sb/2.76 db）0.25+（2Sbdwf /Swdb）4式中 g重力加速度，g9.81m/s空氣的體積膨脹系數(shù)，1/Tf =1/(273+48.84)=1/321.84=0.00311m 對數(shù)平均溫差，m33.68V空氣的運動粘度，t=48.84 時，V17.8410-6 m2/sde當量直徑，單位為m； f肋效率，對冰箱用絲管式冷凝器，常取f0.85。現(xiàn)將 Sb、db、Sw、dw 值代入上式，則de =0.0461+20.0460.0015（0.0050.006）（0.0462.760.006）0.25+（20.0460.00150.85 0.0050.006）4 m=0.0619m空氣的格拉曉夫數(shù)為Grf = 9.810.0031133.59 （0.0619） 3（17.8410-6）2=763697.9894參照上面of公式，過熱段的自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)of=0.942.810-2 (0.696763697.9894）0.26(0.046-0.006)(0.005-0.0015)(0.046-0.006) 2+(0.005-0.0015) 20.155/ 0.0619 W/(m2.K)= 8.969 W/(m2.K)（2）飽和段自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 飽和段的定性溫度tf=(tk+ta) /2=(54.4+32)/2 =43.2 ，查表后內插得空氣的熱導率f”=2.782410-2 W/(m.K) ，空氣的普朗特數(shù)Prf0.699，空氣的運動粘度V17.2810-6 m2/s,空氣的格拉曉夫數(shù)為Grf = gm de 3/v2=9.810.00316322.4（0.0619） 3（17.2810-6）2=552000.7031參照上面of公式，則飽和段自然對流表面熱系數(shù)為of”=0.942.782410-2 (0.699552000.7031）0.26(0.046-0.006)(0.005-0.0015)(0.046-0.006) 2+(0.005-0.0015) 20.155/ 0.0619 W/(m2.K)= 8.197 W/(m2.K)4、 輻射傳熱系數(shù)輻射傳熱系數(shù)由下式計算：or =5.67(Tw/100)4-(Ta/100)4/式中 黑度，黑漆 0.97； Tw 壁面的平均熱力學溫度，單位為K； Ta空氣的熱力學溫度，單位為K； 傳熱溫差，單位為。（1） 過熱段的輻射傳熱系數(shù) 過熱段壁tw不是定值，現(xiàn)取tw=tw+m=32+33.68=65.68 ，而ta=32 ，則過熱段的輻射傳熱系數(shù)為or =5.670.97(Tw)/1004-(Ta)/1004/=5.670.97(273+65.68)/1004-(273+32)/100433.59= 7.36 W/(m2.K)（2） 飽和段的輻射傳熱系數(shù) 飽和段的壁面溫度 tw=tw+p=32+22.4=54.4 ，其余參數(shù)同過熱段。則飽和段的輻射傳熱系數(shù)為or“=5.670.97(Tw)/1004-(Ta)/1004/=5.670.97(273+54.4)/1004-(273+32)/100422.4=6.9638 W/(m2.K)5、 冷凝器的傳熱面積A （1）冷凝器過熱段傳熱面積 其傳熱面積可按下式計算A=Q/(of+or) om式中A(單位為m2) 為過熱段傳熱面積。過熱段自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)of= 8.969 W/( m2.K)，過熱段的輻射傳熱系數(shù)or= 7.36 W/( m2.K)，過熱段傳熱溫差m=33.59 ，過熱段的熱負荷Q=55.984 W，其中o為表面效率，可用下式計算o=(b+wf)/( b+w)式中 b每米管長管面的面積，b0.006=0.01885 m2/m w每米管長上鋼絲外表面積。w=2（1/Sw+1）dwSb =2（10.005+1）0.0460.0015=0.087142則表面效率o=(b+wf)/( b+w)= (0.01885+0.0871420.85)/( 0.01885+0.087142)=0.8767故過熱段的傳熱面積 A=Q/(of+or) om=55.984(8.969 + 7.36)0.876733.59=0.11642422 m2（2）冷凝器飽和段傳熱面積 其傳熱面積可按下式計算A”=Q”/(of”+or”) op 式中A”(單位為m2)為飽和段的傳熱面積。飽和段自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)of”=8.197 W/( m2.K)，飽和段輻射轉熱系數(shù)or”= 6.9638 W/( m2.K)，飽和段傳熱溫差p=22.4， 表面效率o =0.8767，飽和段的熱負荷Q”=156.049 W，以上數(shù)據(jù)代入A”公式式，則A”=Q”/(of”+or”) op=156.049(8.197+ 6.9638)0.876722.4=0.524131 m2故冷凝器的傳熱面積A= A+ A”=0.11642422+0.524131 m2 = 0.6406 m26 冷凝器整體尺寸絲管式冷凝器的冷凝管長L(m)按下式計算 L= A/( b+w)根據(jù)前面計算，冷凝器的面積為0.6406 m2，在實際情況下，由于冷凝器表面積灰，以及水平排數(shù)增加時會使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)減小，所以設計面積值應比理論計算值高，現(xiàn)增大40，則冷凝器的設計面積A 為0.89684 m2。上式中b=0.01885 m2/m，w =0.087142 m2/m。則 L= A/( b+w)= 0.89684(0.01885+0.087142)=8.4614 m取冷凝器有效寬度b= 0.5 m，則冷凝器冷凝管水平根數(shù)N=L/b=8.46140.5 =16.923，則N=17 根。實際有效長度L=170.5 m=8.5 m。冷凝器的計算長度H”=NSb=170.046 m=0.782 m,一般冷凝器鋼絲焊接時兩頭個露出0.01m，則冷凝器實際高度H=（0.782+0.012）m0.802 m=0.81 m第八章 蒸發(fā)器的設計計算 冷藏柜蒸發(fā)器的設計 冷藏柜的熱負荷Q為210.106 W，蒸發(fā)器溫度to為-23.3，箱內溫度為-12。采用板管式蒸發(fā)器。（1） 制冷劑在管內的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)i 管內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(當制冷工質為R12時)可按下式計算：i = Gd0.2 qi 0.6 / di 0.6=0.95Bg 0.2 qi 0.6/ di 0.6 W/( m2.K)式中 Gd每根管內制冷劑的流量，單位為kg/s g制冷劑的質量流量，單位為Kg/( m2.s) B與制冷劑種類和蒸發(fā)溫度有關的系數(shù)，to=-23.3時，制冷劑R12的B值為0.9523. qi 熱流量，單位為 W/m2di蒸發(fā)器管內徑，單位為mm。di =6 mm制冷劑在管內的溫度to=-23.3 ，而箱內平均溫度tw=-12 。制冷劑在管內的熱流量qi可按下式計算qi =Q/diL式中Q冷藏柜熱負荷，單位為 W L柜室繞管長度，對于本設計中的繞管取6圈，則L=2(0.532+1.112)6=19.73m。則熱流量qi為qi =Q/diL=210.106（3.14160.00619.73）W/m2=564.95 W/m2制冷劑的循環(huán)量Ga為4.7215 kg/h ，化為質量流量g=4.72153600（3.1416/4）0.0062= 4.72153600（3.14164）0.006 2=46.386 kg/( m2.s) 制冷劑為R12時，在管內沸騰的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為i =0.95Bg 0.2 qi 0.6/ di 0.6 =0.950.952346.386 0.2564.95 0.60.006 0.6 W/( m2.K)= 242.857 W/( m2.K)根據(jù)報導，R134a制冷劑在管內沸騰的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)比R12高3545，現(xiàn)取40，則i = 242.8571.4 W/( m2.K)= 340 W/( m2.K)（2） 板管式蒸發(fā)器空氣表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)o 板管式蒸發(fā)器空氣側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)ac可用自然對流公式計算ac=1.28A (ta-to)/ do1/4式中 A對于多排管，為沿高度方向管排數(shù)的修正系數(shù)，選蒸發(fā)器冷卻排管為6圈，查表可得A1.30； ta箱內空氣的平均溫度為-12 ； to板管式蒸發(fā)器管內R134a的蒸發(fā)溫度為-23.3； do管外徑，單位為mm, do =6.5mm。則板管式蒸發(fā)器空氣側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)ac=1.28A (ta-to)/ do1/4= 1.281.3(-12+23.3)0.00651/4W/( m2.K) =10.745 W/( m2.K) 在冷卻排管外表面對空氣的換熱過程中，自然對流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小，因此輻射換熱相對來說不可忽視。空氣側的表面輻射換熱 可按下式計算ar=C (Ta/100) 4-(Tw/100) 4/ (ta-tw)式中 Ta箱內空氣平均溫度（單位為K），Tw =(273-12) K=261 K Tw蒸發(fā)器管子的表面溫度，因為蒸發(fā)器管的管壁很薄，則內外表面溫差不大。管子外表面溫度可視為與蒸發(fā)器管內R134a蒸發(fā)溫度相同，Tw =(273-23.3) K=249.7 K C輻射系數(shù)，對于結霜表面取5.46 W/( m2.K4) 則空氣側的輻射傳熱系數(shù)cr為ar=C (Ta/100) 4-(Tw/100) 4/ (ta-tw)= 5.46 (261100) 4-(249.7100) 4(-12+23.3)=3.638 W/( m2.K)綜合計算空氣側的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 必須同時考慮對流和輻射，計算公式如下o=ac+cr式中 ac、cr空氣側的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和輻射傳熱系數(shù)，單位為W/( m2K) 曝光系數(shù)，對于平板可取為1.0； 析濕系數(shù)。 可以參考已有產品之數(shù)據(jù)確定。按參考產品數(shù)據(jù)確定=1.2因此空氣側的傳熱系數(shù)o=ac+cr=10.7451.2+3.6381=16.532 W/( m2K)（3）冷藏柜蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)Ko 冷藏柜蒸發(fā)器管內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)i=340 W/( m2K)，空氣側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)o =16.532 W/( m2K) 。由于空氣側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)遠小于管內制冷劑側的傳熱系數(shù)，因此傳熱系數(shù)的計算可化簡為： Ko= eos式中 e考慮管內熱阻和管外霜層熱阻的修正系數(shù)。根據(jù)試驗e=0.800.90s 翅片管的表面效率。取0.98代入數(shù)據(jù)計算，得：Ko= 0.8516.5320.98 W/( m2K)= 13.77 W/( m2K)（4）冷藏柜蒸發(fā)器的傳熱面積A 冷藏柜熱負荷為 210.106 W，蒸發(fā)溫度為-23.3，冷凍室內溫度為-12，則由下式計算冷藏柜蒸發(fā)器的傳熱面積： A=Q/Kok=210.10613.77（-12+23.3） m2= 1.35 m2冷藏柜總體布置中所設計的柜內傳熱面的長度為1100mm,寬度為520mm，深度為460mm.故