電冰箱畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、電冰箱畢業(yè)設(shè)計(jì)1. 電冰箱概述2. 可行性設(shè)計(jì)報(bào)告3. 電冰箱的總體布置 冰箱類型 箱體機(jī)構(gòu) 環(huán)境條件 溫控要求 3.1 電冰箱的總體布置 箱體結(jié)構(gòu)；外形尺寸500*600*500（寬 深 高）絕熱層用聚氨旨發(fā)泡，其厚度根據(jù)理論計(jì)算和冰箱廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出。計(jì)算冰箱絕熱層的厚度 t=t-k/a0(t1-t2)t-箱體外表面溫度，單位為t1-箱體外空氣溫度，單位為t2-箱體內(nèi)空氣溫度，單位為a0-箱體外空氣對(duì)箱體外表面的傳熱系數(shù)，單位w/(.k)k-傳熱系數(shù)，單位為w/(.k)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB8059.1規(guī)定溫帶型N的露點(diǎn)溫度為190.5 在箱體表面溫度高于露點(diǎn)溫度前提下計(jì)算箱體的漏熱量,并用一下

2、公式效驗(yàn)絕熱層的厚度 =制冷劑 潤滑油 干燥過濾器的選用制冷劑的選用 本設(shè)計(jì)主要考慮選用一種對(duì)臭氧層沒有破壞作用的R134a.它的化學(xué)式為.，氟利昂134A是一種新型制冷劑，屬于氫氟烴類（簡(jiǎn)稱HFC）。它的熱工性能接近氟利昂12（CFC12），破壞臭氧層潛能值ODP為0，但溫室效應(yīng)潛能值WGP為1300，現(xiàn)被用于冰箱、冰柜和汽車空調(diào)系統(tǒng)，以代替氟利昂12常溫常壓下蒸發(fā)溫度為-26.2度，無毒，不燃不爆。其ODP值為0，GWP值為0.240.29，對(duì)臭氧層無破壞作用，溫度效應(yīng)也較小。目前市場(chǎng)上絕大多少電冰箱的制冷劑采用的是氟利昂也就是R22化學(xué)式為CL.它的主要缺點(diǎn)是因?yàn)楹蠧L原子對(duì)臭氧層有嚴(yán)

3、重的破壞作用，所以R134a是未來對(duì)氟利昂的最佳替換物質(zhì)。R134a與R22相比，在相同的溫度下，其蒸發(fā)壓力較低，而在相同的冷凝溫度下，其能耐壓力要高于R22，單位體積的制冷量要低于R22,其理論循環(huán)效率也比R22有一些下降。它比R12的優(yōu)越性在于以下幾個(gè)方面：1、R134a不含氯原子，對(duì)大氣臭氧層不起破壞作用；2、R134a具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，無毒，無刺激性無腐性）；3、R134a的傳熱性能比較接近，所以制冷系統(tǒng)的改型比較容易；4、R134a的傳熱性能比R12好，因此制冷劑的用量可大大減少。這里要著重指出，對(duì)于不安全鹵化烴化合物（HFCs），由于不含親油性基的氯原子，因此，不

4、能于礦物潤滑油親和，為了確保相容性，在家用空調(diào)系統(tǒng)中，可采用聚酯合成潤滑油（POE油）或烷基苯潤滑油（AB油）。潤滑油本設(shè)計(jì)選用合成聚酯油作為系統(tǒng)的潤滑油，最進(jìn)對(duì)新合成的聚酯油進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明聚酯油不但潤滑性好而且具有合適的粘度，低吸收等優(yōu)點(diǎn)，為此本設(shè)計(jì)選用合成聚酯油作為系統(tǒng)的潤滑油。干燥過濾器本設(shè)計(jì)選用XH7型干燥過濾器。干燥過濾器內(nèi)的分子篩品種藥根據(jù)制冷劑的直徑大小來選配，應(yīng)為聚酯類潤滑油更容易吸收水分。4. 電冰箱熱負(fù)荷的計(jì)算冷藏室箱體漏熱量因?yàn)橥ㄟ^箱體結(jié)構(gòu)形成熱橋的漏熱量不同計(jì)算，所以冷藏室的漏熱量值包括箱體隔熱層漏熱量和通過冰箱門與門封條漏熱量?jī)刹糠?箱體漏熱層的漏熱量a1-箱體

5、外空氣對(duì)箱體外表面的熱系數(shù)取a2-內(nèi)箱壁表面對(duì)箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取-隔熱層厚度，單位為m-隔熱層材料的熱導(dǎo)率，單位為w/(m.k).取=0.03w/(m.k) 面積計(jì)算 頂面 側(cè)面 背面 門體 底面 傳熱量Q冷藏室箱體各表面的傳熱溫度 頂面27 側(cè)面27 背面38 門體27 底面-23 頂面 側(cè)面 背面 門體 底面 箱體隔熱層漏熱量為通過箱門與門封條漏熱量 冷藏室箱體漏熱量為 冷藏室開門漏熱量的計(jì)算 =3.7W 電冰箱內(nèi)容積 n開門次數(shù) 根據(jù)日本的規(guī)定卻2次/小時(shí) 進(jìn)入箱內(nèi)空氣達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)的比焓差 單位kj/kg 空氣的比體積。單位為/kg 取=0.9/kg 儲(chǔ)物熱量= = =25.8 WM

6、-水的質(zhì)量單位kg 按5%的取 m=680.05=0.34kgC-水的比熱容，c=4.19kj/(kg.k)r-水的凝固熱 r=335kj/kg-冰的比熱容 =2 kj/kg.k-水的初始溫度和凍結(jié)溫度 單位為冷藏室熱負(fù)荷為 =12.65+3.7+25.8=42.15 W其與因?yàn)橹圃煺`差和不可預(yù)測(cè)造成的熱量損失按10%取 總熱量負(fù)荷為 冷凍室熱負(fù)荷冷凍室箱體漏熱量 因?yàn)橥ㄟ^箱體結(jié)構(gòu)形成的漏熱量 不用計(jì)算，所以冷凍室箱體的漏熱量值包括箱體隔熱層漏熱量 和通過箱門與門封條漏熱量 兩部分。 箱體漏熱層的漏熱量a1-箱體外空氣對(duì)箱體外表面的熱系數(shù)取a2-內(nèi)箱壁表面對(duì)箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取-隔熱層厚度，單

7、位為m-隔熱層材料的熱導(dǎo)率，單位為w/(m.k).取=0.03w/(m.k) 面積計(jì)算頂面 側(cè)面 背面 門體 底面 傳熱量Q冷藏室箱體各表面的傳熱溫度 頂面50 側(cè)面50 背面61.2 門體50 底面50 頂面 側(cè)面 背面 門體 底面 箱體隔熱層漏熱量為通過箱門與門封條漏熱量 冷凍室箱體漏熱量為 冷凍室開門漏熱量的計(jì)算 =0.61W 電冰箱內(nèi)容積 n開門次數(shù) 根據(jù)日本的規(guī)定卻1次/小時(shí) 進(jìn)入箱內(nèi)空氣達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)的比焓差 單位kj/kg 空氣的比體積。單位為/kg 取=0.9/kg 儲(chǔ)物熱量 水的初始溫度t1取25度 ，實(shí)冰的溫度取t2=-2度，水的質(zhì)量= = =5.72WM-水的質(zhì)量單位kg

8、 按5%的取 C-水的比熱容，c=4.19kj/(kg.k)r-水的凝固熱 r=335kj/kg-冰的比熱容 =2 kj/kg.k-水的初始溫度和凍結(jié)溫度 單位為冷凍室熱負(fù)荷為 =10.35+0.61+5.72=16.7 W其與因?yàn)橹圃煺`差和不可預(yù)測(cè)造成的熱量損失按10%取 冷凍室總熱量負(fù)荷為 電冰箱冷藏室和冷凍室總熱量負(fù)荷為 18.4+46.365=65W5. 箱體外表面凝露校核 冷凍室外表面的絕熱層厚度最薄處在側(cè)面，計(jì)算時(shí)取箱外表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 11.63 傳熱系數(shù)k值為0.376 環(huán)境溫度取 為32 箱內(nèi)溫度 為-18 則外表面的溫度為 = =30.38在環(huán)境溫度為為32，相對(duì)濕度為

9、75%下查空氣的 圖，其露點(diǎn)溫度為28.2 由此可見，冷凍室絕熱層厚度最薄處的側(cè)面溫度大于露點(diǎn)溫度，由此不會(huì)凝露。冷藏室 = =31t1-環(huán)境溫度取 t1=32箱內(nèi)溫度t2=5-熱系數(shù) 取11.63K-傳熱系數(shù)取 K=0.376 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB805.1規(guī)定溫?zé)釒械谋渎饵c(diǎn) . .+6. 制冷系統(tǒng)的熱力計(jì)算 本設(shè)計(jì)是采用一臺(tái)自然對(duì)流冷卻方式的BCD-195溫帶型電冰箱制冷劑選用R134a、對(duì)于溫帶型電冰箱環(huán)境溫度取32 主要參數(shù)如下工況參數(shù)冷凝溫度蒸發(fā)溫度回氣溫度過冷溫度設(shè)計(jì)值 54.4-233217本設(shè)計(jì)為了便于壓縮機(jī)的選型，在選擇壓縮機(jī)的工況其冷凝溫度選為54.4 ，在查找壓-焓圖后得

10、出結(jié)果循環(huán)各個(gè)性能指標(biāo)計(jì)算值如下 單位制冷量 單位體積制冷量 單位等熵壓縮功 制冷系數(shù) 單位冷凝熱量制冷劑循環(huán)量其中Q為電冰箱的總熱量負(fù)荷值 冷凝器熱負(fù)荷壓縮機(jī)實(shí)際吸入過熱蒸汽量7. 壓縮機(jī)選型及熱力計(jì)算壓縮機(jī)的選型可以采用查閱全性能曲線，也可以用熱力計(jì)算的方法。首先求出設(shè)計(jì)工況下的輸氣系數(shù)，冰計(jì)算出壓縮機(jī)的理論輸氣量、壓縮機(jī)的制冷量、壓縮機(jī)的輸入功率，再查有關(guān)電冰箱壓縮機(jī)的規(guī)格參數(shù)表，最后選用壓縮機(jī)。所選用的壓縮機(jī)的制冷量必須等于或者大于設(shè)計(jì)值，氣理論輸氣量和輸入功率也要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)工況下的輸氣系數(shù)容積系數(shù) 其中相對(duì)余斜容積C取0.025,膨脹系數(shù)m取1，冷凝壓力取1469.6kp

11、a,蒸發(fā)壓力取115.15kpa,排氣壓力損失為0.1,則容積系數(shù)壓力系數(shù)其中進(jìn)氣閥的壓力損失，其余取值同容積系數(shù)，則壓力系數(shù)溫度系數(shù) 系數(shù)a取1.15.b取0.25，回氣熱力學(xué)溫度取353K，冷凝熱力學(xué)溫度取327.4K，蒸發(fā)溫度取-23.3壓縮機(jī)吸入前過熱度泄露系數(shù) 泄露系數(shù)取0.99輸氣系數(shù)為理論輸氣量實(shí)際輸氣量為0.31m/h 則壓縮機(jī)的制冷量壓縮機(jī)功率指示功率其中指示效率可以用下面的公司計(jì)算 上式中的未采用攝氏溫度為單位的我蒸發(fā)溫度，系數(shù)b憑經(jīng)驗(yàn)選取。則指示功率摩擦功率按下面公式計(jì)算其中為平均摩擦壓力。取0.65mpa 為1.12m/h,則摩擦功率壓縮機(jī)的軸功率電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)效

12、率取壓縮機(jī)選型 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算出的值選擇壓縮機(jī) 廠家 型號(hào)輸入功率W制冷量W排氣容積 Cm/r轉(zhuǎn)速 r/min電機(jī)啟動(dòng)方式電壓額定功率冷卻方式QF21-6595843.812880RSIR220V 50HZ65w自然冷卻8. 冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 冷凝器采用絲管冷凝器，冷凝管采用復(fù)合鋼管邦迪管 鋼絲直徑 管間距 鋼絲間距冷凝器的總熱負(fù)荷在熱力計(jì)算中求得為115w 冷凝溫度為54.4 壓縮機(jī)機(jī)殼出口制冷劑蒸汽溫度可以假設(shè)為80 箱體底部化霜水盤中不設(shè)遇冷盤管，設(shè)置門框防霜管，制冷劑出防霜管溫度為32 空氣溫度為32 過熱段及飽和段熱負(fù)荷查制冷劑R134A的熱力性質(zhì)圖表，運(yùn)用線性插值法可以求得過熱蒸汽比

13、焓值 當(dāng)溫度 壓力時(shí)比焓 當(dāng) 比焓則 時(shí)， 同時(shí)查熱力性質(zhì)表也能查的 的飽和蒸汽比焓 和 是的過冷液體比焓 股可以求得過熱段熱負(fù)荷站總熱負(fù)荷的百分?jǐn)?shù) 為現(xiàn)在取防露管中放出熱量占總熱負(fù)荷的43%，而過熱段熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷的15.05%，則飽和段負(fù)荷占總熱負(fù)荷的41.95%。根據(jù)冷凝器的總熱負(fù)荷值可以求得過熱段負(fù)荷飽和度的熱負(fù)荷過熱段和飽和段的傳熱溫差過熱段傳熱溫差-過熱蒸汽溫度 -冷凝溫度 -空氣溫度 飽和段傳熱溫差自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)按下面計(jì)算-空氣的熱導(dǎo)率，單位為-當(dāng)量直徑，單位為m-空氣的普朗特?cái)?shù)-空氣的格拉小夫數(shù)過熱段的自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 過熱段的定性溫度，空氣的熱

14、導(dǎo)率查表后用內(nèi)插值法取。時(shí)，=276 t=50時(shí)=282，用線性內(nèi)插法的 t=48.84時(shí)=282.空氣的普朗特系數(shù) ，空氣的格拉曉夫系數(shù)可以有下列計(jì)算 重力加速度，空氣的體積膨脹系數(shù)，對(duì)數(shù)評(píng)價(jià)溫差 空氣的運(yùn)動(dòng)粘度 時(shí)， 當(dāng)量直徑，單位為,M助效率，對(duì)冰箱用絲管冷凝器，常取現(xiàn)在將值帶入上面的公式中，則空氣的格拉曉夫系數(shù)為過熱段的自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)飽和段的自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)飽和段的定性溫度 查表后內(nèi)插得空氣的熱導(dǎo)率，空氣的普朗特輸 ，空氣的運(yùn)動(dòng)粘度 空氣的格拉芙數(shù)為則飽和段自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為輻射傳熱系數(shù)輻射傳熱系數(shù)計(jì)算-黑度，黑漆=0.97-避面得評(píng)價(jià)熱力學(xué)溫度，單位為K-空氣的熱力學(xué)溫

15、度，單位為K-傳熱溫差，單位為度過熱段的輻射傳熱系數(shù)，過熱段壁溫不是定值，現(xiàn)在取，則過熱段的輻射傳熱系數(shù)為 飽和段的輻射傳熱系數(shù)飽和段的壁面溫度，其余參數(shù)同過熱段。冷凝器的傳熱面積A冷凝器過熱段傳熱面積計(jì)算為過熱段傳熱面積，過熱段自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 過熱段的輻射傳熱系數(shù) 過熱段傳熱溫差 過熱段的熱負(fù)荷 其中 為表面效率 計(jì)算每米管長(zhǎng)管的面積 每米管長(zhǎng)上鋼絲外表面的面積則表面效率為故過熱段傳熱面積=0.03573冷凝器飽和熱段傳熱面積 其傳熱面積可以按下面公式計(jì)算為飽和段傳熱面積，飽和段自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 飽和段的輻射傳熱系數(shù) 飽和段傳熱溫差 飽和段的熱負(fù)荷 其中 為表面效率 計(jì)算A0.16

16、21故冷凝器的傳熱面積冷凝器的整體尺寸根據(jù)前面的計(jì)算，冷凝器的面積為0.在實(shí)際情況下，又要冷凝器表面積灰，以及水平排數(shù)增加時(shí)會(huì)是表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)減小，所以設(shè)計(jì)面積值應(yīng)比理論計(jì)算值高，先增大40%，則冷凝器的設(shè)計(jì)面積A為0.2783 上面得公式中 則取冷凝器有效寬度 則冷凝器冷凝管水平根數(shù) 若制冷劑從同一側(cè)進(jìn)去，則N= 7根，實(shí)際有效長(zhǎng)度 ，冷凝器的計(jì)算高度 一般冷凝器鋼絲焊接時(shí)兩頭各露出0.01m, 則冷凝器的時(shí)間高度 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1 冷藏室蒸發(fā)器冷藏室的如符合 蒸發(fā)溫度為 冷藏室溫度為5 采用板式蒸發(fā)器制冷劑在管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可以按下面的公式計(jì)算 -每根管內(nèi)制冷劑

17、的流量，單位kg/sg-制冷劑的質(zhì)量，單位為kg/(mB-與制冷劑種類和蒸發(fā)溫度有關(guān)的系數(shù)， 制冷劑R12的B值為0.9525-熱流量，單位為-蒸發(fā)器管的內(nèi)徑，單位為mm,制冷劑在管內(nèi)的溫度 而冷凍室內(nèi)平均溫度 制冷劑在管內(nèi)的熱流量按公式計(jì)算-冷凍室熱負(fù)荷，為16.7WL-冷凍室繞管長(zhǎng)度，對(duì)于本設(shè)計(jì)中的繞管取則熱流量制冷劑的循環(huán)量 ?；癁橘|(zhì)量流量制冷劑為R12時(shí)，在管內(nèi)沸騰的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為118.6根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，R134a制冷劑在管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)比R12高35%-45%則板管式蒸發(fā)器空氣表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 板管式蒸發(fā)器空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可以用自然對(duì)流公式計(jì)算A-對(duì)于多排管蒸發(fā)器，為沿高度方向管排數(shù)的

18、修正系數(shù)，選蒸發(fā)器冷卻排管為3圈，查表可以得到A=1-冷凍室空氣的平均溫度為-18-板管式蒸發(fā)器內(nèi)R134a的蒸發(fā)溫度為-23.3-管外徑，單位為mm,則半管式蒸發(fā)器空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)6.9在冷卻排管外表面對(duì)空氣的換熱過程中，自然對(duì)流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小，因此輻射換熱相對(duì)來說不可以忽視，空氣側(cè)的表面輻射換熱 可以按下公式計(jì)算-冷凍室空氣平均溫度 -蒸發(fā)器管子的表面溫度，因?yàn)檎舭l(fā)器管的管壁很薄，則內(nèi)外表面溫差不大，管子外表面的溫度可以視為與蒸發(fā)器內(nèi)R134a蒸發(fā)溫度相同，C-輻射系數(shù)，對(duì)于結(jié)霜表面取5.46則空氣側(cè)的輻射傳熱系數(shù)為3.51綜合計(jì)算空氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 必須同時(shí)靠對(duì)流和輻射，計(jì)算公式

19、如下-空氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和輻射傳熱系數(shù)，單位為-曝光系數(shù)，對(duì)平板可以取1.0-析濕系數(shù)。1.167=11.55冷凍室蒸發(fā)器的傳熱系數(shù) 冷凍室蒸發(fā)器管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 由于空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)遠(yuǎn)小于管內(nèi)制冷劑的傳熱系數(shù)，因此傳熱系數(shù)的計(jì)算可以簡(jiǎn)化為E-考慮內(nèi)熱阻和管外霜層熱阻的修正系數(shù)e=0.8-0.9翅片管的表面效率，取0.98帶入數(shù)據(jù)得冷凍室蒸發(fā)器的傳熱面積 冷凍室熱負(fù)荷為39.866w，蒸發(fā)溫度為23.3 冷凍室內(nèi)溫度為-189 則又公式計(jì)算冷凍室蒸發(fā)器的傳熱面積=0.31電冰箱總體布置中所設(shè)計(jì)的冷凍室內(nèi)傳熱面積的長(zhǎng)度為420 深度為200 高度為160 所以實(shí)際設(shè)計(jì)的傳

20、熱面積根據(jù)上面的計(jì)算，冷凍室傳熱面積的實(shí)際設(shè)計(jì)值大于冷凍室蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算值，滿足設(shè)計(jì)要求。8.2 冷藏室蒸發(fā)器冷藏室的如符合 蒸發(fā)溫度為 冷藏室溫度為5 采用板式蒸發(fā)器制冷劑在管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可以按下面的公式計(jì)算 -每根管內(nèi)制冷劑的流量，單位kg/sg-制冷劑的質(zhì)量，單位為kg/(mB-與制冷劑種類和蒸發(fā)溫度有關(guān)的系數(shù)， 制冷劑R12的B值為0.9525-熱流量，單位為-蒸發(fā)器管的內(nèi)徑，單位為mm,制冷劑在管內(nèi)的溫度 而冷凍室內(nèi)平均溫度 制冷劑在管內(nèi)的熱流量按公式計(jì)算-冷凍室熱負(fù)荷，為16.7WL-冷凍室繞管長(zhǎng)度，對(duì)于本設(shè)計(jì)中的繞管取則熱流量制冷劑的循環(huán)量 ?；癁橘|(zhì)量流量制冷劑為R12時(shí)，在管內(nèi)沸騰的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為118.6根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，R134a制冷劑在管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)比R12高35%-45%則板管式蒸發(fā)器空氣表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 板管式蒸發(fā)器空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可以用自然對(duì)流公式計(jì)算A-對(duì)于多排管蒸發(fā)器，為沿高度方向管排數(shù)