表冷器熱工計算(終極版)

1、初始參數計算過程參數 數值單位步驟1 盤管參數1(1)銅管外徑 d012.7 mm(2)銅管壁厚 0.34 mm1.1(3)銅管孔距 S131.75 mm(4)銅管排距 S227.5 mm(5)翅片厚度 f0.115 mm(6)每英寸翅片片數 Nf12 片(7)波紋翅片的半波長 Xf6.875 mm1.2(8)波紋翅片的波高 Pd2 mm(9)孔數 N136 個(10)排數 N24 排(11)銅管迎風面長度 L0740 mm(12)回路形式 Ls1 回路1.32 工況參數(1)風量 G2000 m3/h(2)進風干球溫度 t127 (3)進風濕球溫度 ts119.5 (4)設計進水溫度 tw1

2、7 1.4(6)管內流體流量 W30.48 L/min3 管內流體物性參數(默認流體為水)(1)流體密度 w1000 kg/m3(2)流體比熱 cw4.19 kJ/(kg)(3)流體導熱系數 w0.574 W/(m)(4)流體運動粘度 w1.306E-06 m2/s1.5輸出參數參數數值單位(1)冷量 Q14.219 kW1.6(2)出風空氣干球溫度 t212.250 (3)出風空氣濕球溫度 ts212.157 (4)出水溫度 tw213.680 (5)進風空氣比焓 h155.781 kJ/kg(6)出風空氣比焓 h234.452 kJ/kg(7)肋化系數 19.579(8)肋表面全效率 00

3、.783(9)析濕系數 1.4321.7(10)空氣側換熱系數 a37.492 W/(m2)(11)流體側換熱系數 w739.948 W/(m2)(12)總換熱系數 Ks19.892 W/(m2)(13)換熱面積 F78.785 m2(14)空氣側壓降 pa9.073 Pa(15)流體側壓降 pw0.138 kPa062.10.23.345.45.578.48.58.

4、68.7101112131414.414.51515.415.515.615.715.815.915.1015.1115.12計算表冷器結構計算銅管內徑 di(1-1)式中：d0由式(1-1)得：di=12.02 mm計算翅片根部直徑 db(1-2)式中：d0由式(1-2)得：fdb=12.93 mmd20-= ddifbddd20+=計算過程計算表冷器沿氣流方向長度 b(1-3)式中：N2S2由式(1-3)得：b=110 mm計算單根銅管橫截面積 fc(1-4)式中：di由式(1-4)得：fc=0.000113475 m22

5、2SNb=2)1000(4icdf=p計算表冷器翅片間距 Sf(1-5)式中：Nf 由式(1-5)得：Sf =2.116666667 mm計算表冷器最小空氣流通單元的面積 fmin(1-6)式中：S1Sfdbf由式(1-6)得：fmin=3.76714E-05 m2ffNS4 .25=61min100 . 1)()(-=ffbSdSfd計算表冷器最小單元格的截面積 f min(1-7)式中：S1Sf 由式(1-7)得：f min=6.72042E-05 m2計算表冷器凈面比 (1-8)式中：fminf min由式(1-8)得：=0.56055105761min100 . 1=fSSfminmi

6、nff=e計算每米管長銅管外翅片表面積 ff(1-9)式中：S1S2Sf由式(1-9)得：dbff =0.700930664 m2/m計算每米管長翅片間基管外表面積 fb(1-10)式中：dbSff由式(1-10)得：fb=0.038413837 m2/mfbfSdSSf1000)22421-=p（fffbbSSdf1000)(dp-=計算每米管長總外表面積 fo(1-11)式中：ff fb由式(1-11)得：fo=0.739344501 m2/m計算每米管長管內表面積 fi(1-12)式中：di由式(1-12)得：fi=0.037761944 m2/m計算表冷器肋化系數 bfofff+=10

7、001iidf=p(1-13)式中：fofi由式(1-13)得：=19.57909018計算表冷器肋通系數 a(1-14)式中：foS1由式(1-14)得：a=23.28644098計算表冷器迎風面積 Fy(1-15)式中：S1ioff=t11000Sfao=1000000011LNSFy=N1L0由式(1-15)得：Fy=0.84582 m2計算表冷器換熱面積 F(1-16)式中：aN2由式(1-16)得：FyF=78.78455003 m2步驟1計算完畢yFNaF=21000000011LNSFy=計算表冷器空氣側換熱系數 a計算表冷器迎面風速 vy(2-1)式中：GFy由式(2-1)得：

8、vy=0.656824804 m/s計算最小空氣流通單元的風速 vmax(2-2)式中：vy由式(2-2)得：vmax=1.171748399 m/syyFGv3600=eyvv=max計算最小空氣流通單元的當量直徑 de(2-3)式中：S1Sf dbf 由式(2-3)得：de=0.003618478 m查表選取空氣運動粘度 q此處選取1標準大氣壓下，20時空氣運動粘度，且作為常數q=1.506E-05 m2/s)()(1000)()(211ffbffbeSdSSdSddd-+-=計算最小空氣流通單元處的空氣雷諾數 Req(2-4)式中：vmaxdeq由式(2-4)得：Req=281.5368

9、708計算翅片傳熱因子 j(2-5)ReqS1S2Sffdbqeqdvu=maxRe133. 0558. 0205. 0272. 021357. 0)()()()(R e3 94. 0-=ffddfbffqSPPXdSSSjddXfPd由式(2-5)得：j=0.037235175計算空氣的質量流量 Gm(2-6)式中:Gq查表得空氣的平均密度，且作為常數q=1.2 kg/m3再由式(2-6)得：Gm=0.67 kg/s3600qmGGr=計算空氣的質量流速 G(2-7)式中：GmFy由式(2-7)得：G=0.788189765 kg/(m2s)查表選取空氣相關的狀態(tài)參數 Pr、cpPrcp此處

10、選取1標準大氣壓下，20時空氣的普朗特數、定壓比熱容，且作為常數Pr =0.703cp=1.01 kJ/(kg)ymFGG=r計算表冷器空氣側換熱系數 a(2-8)式中：jGcpPr由式(2-8)得：a=37.49171825 W/(m2)步驟2計算完畢計算表冷器流體側換熱系數 w32Pr)1000(-=pacGjra計算管內流體的流速 vw計算表冷器通流截面積 fw(3-1)式中：LsN1fc由式(3-1)得：fw=0.004085087 m2計算流體流速 vw(3-2)式中：Wwfw由式(3-2)得：vw=0.124354755 m/scwfNLsf=1wwwfWv=r60計算流體物性系數

11、 計算流體的熱擴散系數 aw(3-3)式中：wwcw由式(3-3)得：aw=1.36993E-07 m2/s計算物性系數 (3-4)式中：wwaw由式(3-4)得：wwwwca=rl100043. 037. 0021. 0wwwa=uly=1619.765438計算表冷器流體側換熱系數 w(3-5)式中：vwdi由式(3-5)得：w=739.9479139 W/(m2)步驟3計算完畢計算表冷器可提供的接觸系數 E(4-1)式中：a2.08.0)1000(iwwdv=ya)1000exp(-12pqyacvNaE-=raaN2vyq由式(4-1)得：cpE=0.987559331步驟4計算完畢計

12、算表冷器進風空氣的比焓 h1計算進風空氣的干、濕球熱力學溫度 T1、Ts1(5-1)式中：Tt15.273+= tT)1000exp(-12pqyacvNaE-=ra上式為通式，分別將進風空氣的干、濕球攝氏溫度t1、ts1代入計算即可則，由式(5-1)得：進風空氣的干球熱力學溫度T1=300.15 K進風空氣的濕球熱力學溫度Ts1=292.65 K計算進風空氣分別在T1、Ts1溫度下的飽和水蒸氣分壓力 pqb1、pqbs1(5-2)式中：Tc1c6上式為通式，分別將進風空氣的干、濕球熱力學溫度T1、Ts1代入計算即可公式里：c1=-5800.2206c2=1.3914993c3=-0.0486

13、0239)ln()ln(63524321TcTcTcTccTcpqb+=c4=4.1764768E-05c5=-1.445209.E-08c6=6.5459673則，由式(5-2)得：ln(pqb1)=8.190927985ln(pqbs1)=7.737439313等式兩邊同取以e為底的指數，得:pqb1=3608.068925 Papqbs1=2292.594243 Pa計算進風空氣在t1溫度下的實際水蒸氣分壓力 pq1(5-3)式中：pqbs1AB)(1111ssqbqttBApp-=t1公式中：A=0.0006635ts1B=101325 Pa則，由式(5-3)得：pq1=1788.37

14、5712 Pa計算進風空氣的含濕量 d1(5-4)式中：pq1B由式(5-4)得：d1=0.011175481 kg/kg111622. 0-=qqpBpd計算進風空氣的比焓 h1(5-5)式中：t1d1由式(5-5)得：h1=55.78111164 kJ/kg步驟5計算完畢假定表冷器出風空氣的干球溫度 t2 ，確定空氣終狀態(tài)假定出風空氣的干球溫度 t2此處規(guī)定，出風空氣的干球溫度 t2 的初始假設值為12，然后由此進行611步的計算；程序中需不斷更改 t2 的假設值，使得步驟11的計算結果達到要求的精度t2=12.25 )86. 12501(01. 11111tdth+=由假設計算表冷器出風

15、空氣的濕球溫度 ts2(6-1)式中：t2Et1由式(6-1)得：ts1ts2=12.15669498 計算表冷器出風空氣的比焓 h2(6-2)式中：ts2)(1 (1122ssttEtt-=)053106. 0exp(93575.167937629. 0495628. 7222sstth+-=由式(6-2)得：h2=34.45238693 kJ/kg步驟6計算完畢計算表冷器的析濕系數 (7-1)式中：h1h2cpt1由式(7-1)得：t2=1.431698252)(2121ttchhp-=x步驟7計算完畢計算表冷器的總換熱系數 Ks查表分別選取銅、鋁的導熱系數 銅、鋁銅=398 W/(m)鋁

16、=204 W/(m)計算翅片形狀參數 m2(8-1)式中：a鋁5 . 022000(）鋁famdlax=f 由式(8-1)得：m2=67.64635705計算翅片當量高度 le(8-2)式中：Rr0(8-3)S1(8-4)d0由式(8-3)、(8-4)得：R=0.015875 mm)065. 1lg85. 01 ()065. 1 (00rRrRle+-=20001SR =200000dr =r0=0.00635 mm由式(8-2)得：le=0.014373145 m計算中間參數 m2le和 th(m2le)式中：m2lem2le=0.972290893雙曲正切函數 th(x)(8-5)xxxx

17、eeeexth-+-=)(由式(8-5)得：th(m2le)=0.749709276計算翅片效率 f(8-6)式中： m2le、th(m2le)已由上一步計算出來由式(8-6)得：f=0.771075078計算肋表面全效率 0(8-7)式中：f fffbeeflmlmth=22)(hobfffff +=hf0由式(8-7)得：fo0=0.782969241計算表冷器的總換熱系數 Ks(8-8)式中：a0銅由式(8-8)得：wKs=19.89223454 W/(m2)步驟8計算完畢1 -w010001(）銅atldtfax+=asK計算表冷器能達到的全熱效率 Eg計算傳熱單元數 (9-1)式中：

18、KsFGmcp由式(9-1)得：=1.625709789計算水當量比 pmScGFK=xb1000(9-2)式中：GmcpW由式(9-2)得：cw=0.45290162計算表冷器能達到的全熱效率 Eg(9-3)式中：由式(9-3)得：Eg=0.723802606wpmcWcG=xg60)1 (exp1)1 (exp1gbggb-=gE步驟9計算完畢計算所需要的全熱效率 Eg(10-1)式中：t1t2tw1由式(10-1)得：Eg=0.7375步驟10計算完畢比較兩個全熱效率 Eg和 Eg1121wgttttE-=EgEg=0.013697394對上面所得的差取絕對值，即：t2=12.250.0

19、13697394重新假設說明：若兩個全熱效率的差的絕對值不大于0.001時，則所設 t2合適；若不合適，則應重設 t2 再算。步驟11計算完畢計算表冷器冷量 Q=-ggEE(12-1)式中：Gmh1由式(12-1)得：h2Q=14.2191498 kW步驟12計算完畢計算表冷器出水溫度 tw2(13-1)式中：tw1QWcw由式(13-1)得：)(21hhGQm-=wwwcWQtt+=6012tw2=13.6802989 步驟13計算完畢注：下面的綠色區(qū)域為校驗計算，不在表冷器熱工計算之內，不要出現在程序內對冷量Q進行驗算(1)水側的冷量Q1式中：cwWtw1tw2由上式得：60)(121ww

20、wttWcQ-=Q1=14.2191498(2)表冷器熱交換的冷量Q2計算對數傳熱溫差 tm式中：t1t2tw1tw2由上式得：tm=8.667627426 計算冷量 Q2式中：Ks-=D12211221ln)()(wwwwmttttttttt10002mstFKQD=F由上式得：tmQ2=13.58391218 kW驗算結果對比Q=14.2191498 kWQ1=14.2191498 kWQ2=13.58391218 kW計算表冷器的空氣側壓降 pa10002mstFKQD=計算空氣流經翅片時的摩擦系數 1(14-1)式中：Req由式(14-1)得：1=0.118158165計算空氣流經翅片

21、摩擦造成的壓降 pa1(14-2)式中：1bdeq由式(14-2)得：vmaxpa1=2.959037917 Pa21) 5 . 1Relg8 . 1 (1-=qm210002max11vdbpqea=Drm計算空氣流經管簇時的局部阻力系數 2(14-3)式中：N2Req由式(14-3)得：2=7.421467054計算空氣流經管簇時的局部壓降 pa2(14-4)式中：2qvmax由式(14-4)得：pa2=6.113779226 Pa25. 022Re)6 . 64(-+=qNm22max22vpqa=Drm計算表冷器的空氣側壓降 pa(14-5)式中：pa1pa2由式(14-5)得：pa=

22、9.072817143 Pa步驟14計算完畢計算流體側壓降 pw計算換熱管總長 L(15-1)式中：N121aaapppD+D=D1000021LNNL=N2L0由式(15-1)得：L=106.56 m計算表冷器回路數 N3(15-2)式中：N1Ls由式(15-2)得：N3=36 個計算每一回路銅管長 L1(15-3)式中：LN3LsNN=1331NLL =1000021LNNL=由式(15-3)得：L1=2.96 m計算管內側流體雷諾數 Rew(15-4)式中：vwdiw由式(15-4)得：Rew=1144.520789計算流體側沿程阻力系數 f(15-5)式中：Rewwiwwdvu1000

23、Re=25. 0Re3164. 0wf=l由式(15-5)得：f=0.054397702計算流體側沿程阻力造成的壓降 pwf(15-6)式中：f L1diw由式(15-6)得：vwpwf=103.5768242 Pa設定彎頭數目 z選定彎頭數目，且定為常數z=4 個2100021wwifwfvdLp=Drl彎頭局部阻力系數 m1查表選取彎頭局部阻力系數，且定為常數m1=1計算彎頭的曲率半徑 Rq(15-7)式中：S1由式(15-7)得：Rq=15.875 mm計算彎頭摩擦阻力系數 m2(15-8)式中：Rqdi21SRq=iqmdR094. 02=l由式(15-8)得：m2=0.1241472

24、55計算流體側局部阻力造成的壓降 pwm(15-9)式中：zm1m2wvw由式(15-9)得：pwm=34.76786234 Pa計算流體側壓降 pw2)(221wwmmwmvzp+=DrlliqmdR094. 02=l(15-10)式中：pwf pwm由式(15-10)得：pw=0.138344687 kPa步驟15計算完畢表冷器熱工計算完畢1000wmwfwpppD+D=D銅管外徑(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管壁厚(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管外徑(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片厚度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)計算過程表冷器排數(此參數由初始參數中的盤管

25、參數給出)銅管排距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管內徑(此參數由步驟1.1計算得出)每英寸翅片片數(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片間距(此參數由步驟1.5計算得出)翅片根部直徑(此參數由步驟1.2計算得出)翅片厚度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片間距(此參數由步驟1.5計算得出)表冷器最小空氣流通單元的面積(此參數由步驟1.6計算得出)表冷器最小單元格的截面積(此參數由步驟1.7計算得出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管排距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片間距

26、(此參數由步驟1.5計算得出)翅片根部直徑(此參數由步驟1.2計算得出)翅片根部直徑(此參數由步驟1.2計算得出)翅片間距(此參數由步驟1.5計算得出)翅片厚度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)每米管長銅管外翅片表面積(此參數由步驟1.9計算得出)每米管長翅片間基管外表面積(此參數由步驟1.10計算得出)銅管內徑(此參數由步驟1.1計算得出)每米管長總外表面積(此參數由步驟1.11計算得出)每米管長管內表面積(此參數由步驟1.12計算得出)每米管長總外表面積(此參數由步驟1.11計算得出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)孔數(此參數由初

27、始參數中的盤管參數給出)銅管迎風面長度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)表冷器肋通系數(此參數由步驟1.14計算得出)排數(此參數由初始參數中的盤管參數給出)表冷器迎風面積(此參數由步驟1.15計算得出)風量(此參數由初始參數中的工況參數給出)表冷器迎風面積(此參數由步驟1.15計算得出)表冷器迎面風速(此參數由步驟2.1計算得出)表冷器凈面比(此參數由步驟1.8計算得出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片間距(此參數由步驟1.5計算得出)翅片根部直徑(此參數由步驟1.2計算得出)翅片厚度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)最小空氣流通單元的風速(此參數由步驟2.2計算得出)最

28、小空氣流通單元的當量直徑(此參數由步驟2.3計算得出)空氣運動粘度(此參數由步驟2.4給出)最小空氣流通單元處的空氣雷諾數(此參數由步驟2.5計算得出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管排距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片間距(此參數由步驟1.5計算得出)翅片厚度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片根部直徑(此參數由步驟1.2計算得出)波紋翅片的半波長(此參數由初始參數中的盤管參數給出)波紋翅片的波高(此參數由初始參數中的盤管參數給出)風量(此參數由初始參數中的工況參數給出)空氣密度(此參數由本步驟給出)空氣質量流量(此參數由步驟2.7計算得出)表冷器迎風面積(此參數

29、由步驟1.15計算得出)空氣的普朗特數(此參數由本步驟給出)空氣的定壓比熱容(此參數由本步驟給出)翅片傳熱因子(此參數由步驟2.6計算得出)空氣質量流速(此參數由步驟2.8計算得出)空氣定壓比熱容(此參數由步驟2.9給出)空氣普朗特數(此參數由步驟2.9給出)回路形式(此參數由初始參數中的盤管參數給出)孔數(此參數由初始參數中的盤管參數給出)單根銅管橫截面積(此參數由步驟1.4計算得出)管內流體流量(此參數由初始參數中的工況參數給出)流體密度(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)表冷器通流截面積(此參數由步驟3.1.1計算得出)流體的導熱系數(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)流

30、體的密度(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)流體的比熱容(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)流體的導熱系數(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)流體的運動粘度(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)流體的熱擴散系數(此參數由步驟3.2.1計算得出)流體的物性系數(此參數由步驟3.2.2計算得出)流體流速(此參數由步驟3.1.2計算得出)銅管內徑(此參數由步驟1.1計算得出)表冷器空氣側換熱系數(此參數由步驟2.10計算得出)表冷器肋通系數(此參數由步驟1.14計算得出)排數(此參數由初始參數中的盤管參數給出)表冷器迎面風速(此參數由步驟2.1計算得出)空氣密度(此參數

31、由步驟2.7給出)空氣的定壓比熱(此參數由步驟2.9給出)進風空氣的干球或濕球熱力學溫度(此參數由本步驟計算得出)進風空氣的干球或濕球攝氏溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)進風空氣的干球或濕球熱力學溫度(此參數由步驟5.1計算得出)相關系數(此參數由本步驟給出)基于進風空氣濕球溫度Ts1下的飽和水蒸氣分壓力(此參數由步驟5.2計算得出)相關參數(此參數由本步驟給出)標準大氣壓(此參數由本步驟給出)進風空氣干球攝氏溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)進風空氣濕球攝氏溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)進風空氣在t1溫度下的實際水蒸氣分壓力(此參數由步驟5.3計算得出)標準大氣壓(此

32、參數由步驟5.3給出)進風空氣干球溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)進風空氣的含濕量(此參數由步驟5.4計算得出)出風空氣干球溫度(此參數由步驟6.1給出)表冷器可提供的接觸系數(此參數由步驟4計算得出)進風空氣干球溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)進風空氣濕球溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)出風空氣濕球溫度(此參數由步驟6.2計算得出)進風空氣比焓(此參數由步驟5.5計算得出)出風空氣比焓(此參數由步驟6.3計算得出)空氣的定壓比熱(此參數由步驟2.9給出)進風空氣干球溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)出風空氣干球溫度(此參數由步驟6.1給出)表冷器的析濕系數(此參

33、數由步驟7計算得出)表冷器的空氣側換熱系數(此參數由步驟2.10計算得出)鋁的導熱系數(此參數由步驟8.1給出)翅片厚度(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管孔距的一半(此參數由本步驟計算得出)銅管外半徑(此參數由本步驟計算得出)銅管孔距(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅管外徑(此參數由初始參數中的盤管參數給出)翅片形狀參數(此參數由步驟8.2計算得出)翅片當量高度(此參數由步驟8.3計算得出)翅片效率(此參數由步驟8.5計算得出)每米管長銅管外翅片表面積(此參數由步驟1.9計算得出)每米管長翅片間基管外表面積(此參數由步驟1.10計算得出)m2le、th(m2le)已由上一步計算出來每

34、米管長總外表面積(此參數由步驟1.11計算得出)表冷器的析濕系數(此參數由步驟7計算得出)表冷器的空氣側換熱系數(此參數由步驟2.10計算得出)表冷器的肋表面全效率(此參數由步驟8.6計算得出)肋化系數(此參數由步驟1.13計算得出)銅管壁厚(此參數由初始參數中的盤管參數給出)銅的導熱系數(此參數由步驟8.1給出)表冷器的流體側換熱系數(此參數由步驟3.3計算得出)表冷器的總換熱系數(此參數由步驟8.7計算得出)表冷器的換熱面積(此參數由步驟1.16計算得出)表冷器的析濕系數(此參數由步驟7計算得出)空氣的質量流量(此參數由步驟2.7計算得出)空氣的定壓比熱(此參數由步驟2.9計算得出)表冷器的析濕系數(此參數由步驟7計算得出)空氣的質量流量(此參數由步驟2.7計算得出)空氣的定壓比熱(此參數由步驟2.9計算得出)管內流體流量(此參數由初始參數中的工況參數給出)流體的比熱容(此參數由初始參數中的管內流體物性參數給出)傳熱單元數(此參數由步驟9.1計算得出)水當量比(此參數由步驟9.2計算得出)進風空氣干球溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)出風空氣干球溫度(此參數由步驟6.1給出)進水溫度(此參數由初始參數中的工況參數給出)空氣質