電冰箱畢業(yè)設(shè)計

1、電冰箱畢業(yè)設(shè)計1. 電冰箱概述2. 可行性設(shè)計報告3. 電冰箱的總體布置 冰箱類型 箱體機構(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)理論計算和冰箱廠的實踐經(jīng)驗得出。計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)按照國家標準GB8059.1規(guī)定溫帶型N的露點溫度為190.5 在箱體表面溫度高于露點溫度前提下計算箱體的漏熱量,并用一下

2、公式效驗絕熱層的厚度 =制冷劑 潤滑油 干燥過濾器的選用制冷劑的選用 本設(shè)計主要考慮選用一種對臭氧層沒有破壞作用的R134a.它的化學式為.，氟利昂134A是一種新型制冷劑，屬于氫氟烴類（簡稱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，對臭氧層無破壞作用，溫度效應(yīng)也較小。目前市場上絕大多少電冰箱的制冷劑采用的是氟利昂也就是R22化學式為CL.它的主要缺點是因為含有CL原子對臭氧層有嚴

3、重的破壞作用，所以R134a是未來對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)越性在于以下幾個方面：1、R134a不含氯原子，對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)計選用合成聚酯油作為系統(tǒng)的潤滑油，最進對新合成的聚酯油進行了實驗，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，為此本設(shè)計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. 電冰箱熱負荷的計算冷藏室箱體漏熱量因為通過箱體結(jié)構(gòu)形成熱橋的漏熱量不同計算，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兩部分 箱體漏熱層的漏熱量a1-箱體

5、外空氣對箱體外表面的熱系數(shù)取a2-內(nèi)箱壁表面對箱體的表面?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 進入箱內(nèi)空氣達到規(guī)定溫度時的比焓差 單位kj/kg 空氣的比體積。單位為/kg 取=0.9/kg 儲物熱量= = =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 單位為冷藏室熱負荷為 =12.65+3.7+25.8=42.15 W其與因為制造誤差和不可預(yù)測造成的熱量損失按10%取 總熱量負荷為 冷凍室熱負荷冷凍室箱體漏熱量 因為通過箱體結(jié)構(gòu)形成的漏熱量 不用計算，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-箱體外空氣對箱體外表面的熱系數(shù)取a2-內(nèi)箱壁表面對箱體的表面?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 進入箱內(nèi)空氣達到規(guī)定溫度時的比焓差 單位kj/kg 空氣的比體積。單位為/kg 取=0.9/kg 儲物熱量 水的初始溫度t1取25度 ，實冰的溫度取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 單位為冷凍室熱負荷為 =10.35+0.61+5.72=16.7 W其與因為制造誤差和不可預(yù)測造成的熱量損失按10%取 冷凍室總熱量負荷為 電冰箱冷藏室和冷凍室總熱量負荷為 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，計算時取箱外表面的表面?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，相對濕度為

9、75%下查空氣的 圖，其露點溫度為28.2 由此可見，冷凍室絕熱層厚度最薄處的側(cè)面溫度大于露點溫度，由此不會凝露。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 按照國家標準GB805.1規(guī)定溫熱帶行的冰箱露點 . .+6. 制冷系統(tǒng)的熱力計算 本設(shè)計是采用一臺自然對流冷卻方式的BCD-195溫帶型電冰箱制冷劑選用R134a、對于溫帶型電冰箱環(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)計值 54.4-233217本設(shè)計為了便于壓縮機的選型，在選擇壓縮機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)各個性能指標計算值如下 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荷值 冷凝器熱負荷壓縮機實際吸入過熱蒸汽量7. 壓縮機選型及熱力計算壓縮機的選型可以采用查閱全性能曲線，也可以用熱力計算的方法。首先求出設(shè)計工況下的輸氣系數(shù)，冰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(guān)電冰箱壓縮機的規(guī)格參數(shù)表，最后選用壓縮機。所選用的壓縮機的制冷量必須等于或者大于設(shè)計值，氣理論輸氣量和輸入功率也要同時滿足設(shè)計要求 設(shè)計工況下的輸氣系數(shù)容積系數(shù) 其中相對余斜容積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，回氣熱力學溫度取353K，冷凝熱力學溫度取327.4K，蒸發(fā)溫度取-23.3壓縮機吸入前過熱度泄露系數(shù) 泄露系數(shù)取0.99輸氣系數(shù)為理論輸氣量實際輸氣量為0.31m/h 則壓縮機的制冷量壓縮機功率指示功率其中指示效率可以用下面的公司計算 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)驗選取。則指示功率摩擦功率按下面公式計算其中為平均摩擦壓力。取0.65mpa 為1.12m/h,則摩擦功率壓縮機的軸功率電動機的功率 電動機效

12、率取壓縮機選型 根據(jù)設(shè)計計算出的值選擇壓縮機 廠家 型號輸入功率W制冷量W排氣容積 Cm/r轉(zhuǎn)速 r/min電機啟動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)計計算 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荷在熱力計算中求得為115w 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(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荷查制冷劑R134A的熱力性質(zhì)圖表，運用線性插值法可以求得過熱蒸汽比

13、焓值 當溫度 壓力時比焓 當 比焓則 時， 同時查熱力性質(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荷站總熱負荷的百分數(shù) 為現(xiàn)在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%，則飽和段負荷占總熱負荷的41.95%。根據(jù)冷凝器的總熱負荷值可以求得過熱段負荷飽和度的熱負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流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)按下面計算-空氣的熱導(dǎo)率，單位為-當量直徑，單位為m-空氣的普朗特數(shù)-空氣的格拉小夫數(shù)過熱段的自然對流表面?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，=276 t=50時=282，用線性內(nèi)插法的 t=48.84時=282.空氣的普朗特系數(shù) ，空氣的格拉曉夫系數(shù)可以有下列計算 重力加速度，空氣的體積膨脹系數(shù)，對數(shù)評價溫差 空氣的運動粘度 時， 當量直徑，單位為,M助效率，對冰箱用絲管冷凝器，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)為過熱段的自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)飽和段的自然對流表面?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 ，空氣的運動粘度 空氣的格拉芙數(shù)為則飽和段自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為輻射傳熱系數(shù)輻射傳熱系數(shù)計算-黑度，黑漆=0.97-避面得評價熱力學溫度，單位為K-空氣的熱力學溫

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算為過熱段傳熱面積，過熱段自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 過熱段的輻射傳熱系數(shù) 過熱段傳熱溫差 過熱段的熱負荷 其中 為表面效率 計算每米管長管的面積 每米管長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算為飽和段傳熱面積，飽和段自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 飽和段的輻射傳熱系數(shù) 飽和段傳熱溫差 飽和段的熱負荷 其中 為表面效率 計算A0.16

16、21故冷凝器的傳熱面積冷凝器的整體尺寸根據(jù)前面的計算，冷凝器的面積為0.在實際情況下，又要冷凝器表面積灰，以及水平排數(shù)增加時會是表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)減小，所以設(shè)計面積值應(yīng)比理論計算值高，先增大40%，則冷凝器的設(shè)計面積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)進去，則N= 7根，實際有效長度 ，冷凝器的計算高度 一般冷凝器鋼絲焊接時兩頭各露出0.01m, 則冷凝器的時間高度 蒸發(fā)器的設(shè)計計算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)的熱流量按公式計算-冷凍室熱負荷，為16.7WL-冷凍室繞管長度，對于本設(shè)計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，在管內(nèi)沸騰的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為118.6根據(jù)經(jīng)驗值，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)可以用自然對流公式計算A-對于多排管蒸發(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以忽視，空氣側(cè)的表面輻射換熱 可以按下公式計算-冷凍室空氣平均溫度 -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(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綜合計算空氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 必須同時靠對流和輻射，計算公式

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)遠小于管內(nèi)制冷劑的傳熱系數(shù)，因此傳熱系數(shù)的計算可以簡化為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)計的冷凍室內(nèi)傳熱面積的長度為420 深度為200 高度為160 所以實際設(shè)計的傳

20、熱面積根據(jù)上面的計算，冷凍室傳熱面積的實際設(shè)計值大于冷凍室蒸發(fā)器傳熱面積的計算值，滿足設(shè)計要求。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)的熱流量按公式計算-冷凍室熱負荷，為16.7WL-冷凍室繞管長度，對于本設(shè)計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，在管內(nèi)沸騰的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為118.6根據(jù)經(jīng)驗值，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)可以用自然對流公式計算A-對于多排管蒸發(fā)器，為沿高度方向管排數(shù)