溴化鋰制冷機(jī)計(jì)算任務(wù)書(印刷稿)

1、溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱工計(jì)算溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱工計(jì)算一般是根據(jù)已知條件（空氣調(diào)節(jié)工程或生產(chǎn)工工藝對(duì)制冷量的要求/冷媒水溫度 /冷卻水溫度 / 加熱介質(zhì)的溫度或壓力等 ）,合理選擇某些設(shè)計(jì)參數(shù)（ 傳熱溫差 /放汽范圍等 ）,從而進(jìn)行各熱交換設(shè)備的傳熱負(fù)荷和傳熱面積等的設(shè)計(jì)計(jì)算。熱力計(jì)算1.已知參數(shù)(1)根據(jù)空調(diào)工程生產(chǎn)工藝要求的制冷量Qo和冷媒水進(jìn)，出蒸發(fā)器的溫度tll ,tl2 o1(2)冷卻水溫度 tw1 ：根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件決定。(3)工作蒸汽壓力 ph ：一般選取 0.1MP a （表壓）的工作蒸汽。2設(shè)計(jì)參數(shù)的選定（1）冷卻水一般先進(jìn)入吸收器，出吸收器的冷卻水再進(jìn)入冷凝器。冷卻水總的

2、溫升一般取 吸收器的熱負(fù)荷比冷凝器大，因此，冷卻水通過(guò)吸收器的溫升要比通過(guò)冷凝器的溫升高些。79 C考慮到冷卻水出吸收器的溫度tw2： tw2= tw1 + tw1 （C）(1)冷卻水出冷凝器的溫度tw3： tw3=tw2 + tw2 （C）(2)（2）冷凝溫度 tk :一般比冷卻水出冷凝器的溫度高 35C 即tk=tw3+(35) (C)3）(3)冷凝壓力Pk :根據(jù)tk從水蒸氣表查得相應(yīng)的飽和壓力。(4)蒸發(fā)溫度to :一般比冷媒水出蒸發(fā)器的溫度低24 C ,即0=5-(2 4)(C)(5)蒸發(fā)壓力po：根據(jù)to從水蒸氣表查得相應(yīng)的飽和壓力。(6)稀溶液出吸收器的溫度 t2 :一般比冷卻水

3、出吸收器的溫度高35C,即t2=tw2 + (3 5)(C)(7)吸收器壓力Pa :因冷劑水蒸氣流經(jīng)擋水板時(shí)的阻力損失,吸收器壓力小于蒸發(fā)壓力,2Pa= PoPo二 P0- (0.13-0.67) X 10 ( Pa)(6)(8)稀溶液濃度 a :根據(jù)Pa和t2，從h-圖中查得。(9)濃溶液濃度r：一般放汽范圍(r- a)為0.030.06。a +(0.03-0.06)(5)壓降 Po的大小與擋水板的結(jié)構(gòu)和汽流速度有關(guān)，一般取 P0= (0.130.67) X 102 Pa2(10)溶液出發(fā)生器的溫度t4：根據(jù)r和Pk，從h-圖中查得。(11)溶液出熱交換器的溫度t7、t8 :濃溶液出熱交換器

4、的溫度t8應(yīng)比r所對(duì)應(yīng)的結(jié)晶溫度高10 C以上，以防止在熱交換器出口處產(chǎn)生結(jié)晶通常按下式計(jì)算t8 = t2+ ( 1525)C)(8)稀溶液出熱交換器的溫度t7可由a和h7從h-圖中查得，h7可根據(jù)熱交換器的熱平衡式確定。qmf ( h7 " h2 )= (qmf qmd )( h4 " h8)h7 = aa令 a=mfqmd，可以得到,1 ( h4-h8) +h2(kJ/kg)(9)3.設(shè)備熱負(fù)荷計(jì)算在h-圖上確定了制冷循環(huán)中有關(guān)狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)值后，就可以通過(guò)熱平衡式計(jì)算出各熱交換設(shè)備的熱負(fù)荷。(1)發(fā)生器的單位熱負(fù)荷 qh如圖1所示,根據(jù)發(fā)生器得到的熱量平衡式，即19qh

5、+ah7=(a-i) h4 + h 3可得發(fā)生器的單位熱負(fù)荷為qh = h3+(a-1)h4 - ah7(kJ/kg) (12)(2)冷凝器的單位熱負(fù)荷qk從圖2可知，冷凝器的單位熱負(fù)荷為qk= h 3- h3 (kJ/kg)(13)從熱交換器來(lái)的 稀幣酸皿7工作離育二去熱交換裸的烈 搟謹(jǐn) Cd- 1,)4Q&圖2冷礙器熱平衡圖發(fā)生器的熱平衡圖酸.蒸發(fā)器熱平儀圉蒸發(fā)器的單位熱負(fù)荷q。蒸發(fā)器的熱平衡關(guān)系如圖3蒸發(fā)器的單位熱負(fù)荷 q0,即時(shí)1kg冷劑水蒸氣汽化時(shí)產(chǎn)生的制冷量可由下式求得:q0=h'i-h3(kJ/kg)(14)(4)吸收器的單位熱負(fù)荷qa圖4所示,根據(jù)吸收器的熱平衡

6、關(guān)系式，即(a-i)h8 + hi =qa+ah2可得吸收器的單位熱負(fù)荷 qa為qa=(a-1) h8+ hi - ah? (kJ/kg) (15)(5)溶液熱交換器的單位熱負(fù)荷qex，即如圖5 所示，從發(fā)生器來(lái)的溶液在熱交換器中放出的熱量，等于從吸收器來(lái)的稀溶液在熱交換器中吸收的熱量qex=a(h7-h2)=(a-1)( h4- h*) (kJ/kg) (16)4.制冷裝置的熱平衡及熱力系數(shù)如果忽略由于泵消耗功率所帶給系統(tǒng)的熱量，則整個(gè)制冷裝置的熱qh + q0 = qa + qk(kJ/kg)上式各項(xiàng)與制冷循環(huán)量 D=Qo/qo ( kJ/s)相乘，可得Qh + Qo=Qa+Qk (KW)

7、(17)式中 Qo制冷裝置的制冷量,KW ；h平衡式為Qh發(fā)生器的耗熱量,KW(9nifQa 吸收器的熱負(fù)荷,KW圖b :交按器 熱平衡圖Qk冷凝器的熱負(fù)荷,KW。熱力系數(shù)是表示消耗單位蒸汽加熱量所能獲得的制冷量，用來(lái)評(píng)價(jià)制冷裝置的經(jīng)濟(jì)性。Qo = qoQh Qh(18)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)一般為0.650.75,雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)為0.95以上。制冷機(jī)的熱力系數(shù)二、設(shè)備傳熱面積的計(jì)算對(duì)于溴化鋰吸收式制冷機(jī)，各熱交換設(shè)備的傳熱面積通常采用沙柯夫簡(jiǎn)化公式計(jì)算(19)式中Q-傳熱量，W2k-傳熱系數(shù),W/( m .K)-熱交換設(shè)備中的最大溫差，即熱流體和冷流體進(jìn)換熱設(shè)備時(shí)

8、的溫差，Ca,b-常數(shù)，與換熱設(shè)備內(nèi)流體流動(dòng)的方式有關(guān)，其值可從表1查得；ta-溫度變化較小的流體溫度差,C；t b -溫度變化較大的流體溫度差,C ;表.1各種流動(dòng)狀態(tài)下的a,b值流動(dòng)方式ab逆流0.350.65順流0.660.65叉流0.450.550.65如果換熱過(guò)程中，有一種流體發(fā)生了集態(tài)變化（如冷凝器中冷劑水蒸氣的凝結(jié)等）,則 ta=O,計(jì)算公式簡(jiǎn)化為btb)52)(20)1.發(fā)生器的傳熱面積Fh2(m )kh (tht5)0.65(t4t5)(21)式中2kh-發(fā)生器的傳熱系數(shù)，w/（ m .K）；th工作蒸汽的溫度，c。t4。因?yàn)?5過(guò)程所需的熱量與沸騰過(guò)上5，而不米用上7。在發(fā)

9、生器中，溫度為t7、濃度為 a的稀溶液先被加熱到溫度為的飽和狀態(tài)，然后沸騰產(chǎn)生冷劑水蒸氣，離開發(fā)生器時(shí)的溫度為程所需的熱量相比只占極小的比例，所以在計(jì)算時(shí)，換熱過(guò)程中溶液的計(jì)算溫度采用2. 冷凝器的傳熱面積Fk kk(tktw2)2(m2)0.65(tw tw2)(22)W3式中，Kk為冷凝器的傳熱系數(shù)，在W/( m2.K)。在冷凝器中冷卻水必須將溫度為t3的冷劑水蒸氣（過(guò)熱蒸氣）冷卻到飽和狀態(tài)后才能使之凝結(jié)為冷劑水，由于冷卻水過(guò)程所占的熱負(fù)荷很小，因此計(jì)算時(shí)仍采用冷凝溫度 tk而不采用t3。3. 蒸發(fā)器的傳熱面積在蒸發(fā)器中冷劑水發(fā)生相變，故ta=0FoQo2(m )ko(tii to)0.6

10、5(tiiti2)(23)2式中，Ko為蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)，w/（m.K）。4. 吸收器的傳熱面積在吸收器中混合溶液噴淋在吸收器管簇外，沿管外成液膜流下，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，噴淋液與冷卻水的流動(dòng)方式為叉流，傳熱面積計(jì)算公式為Faka(t9twi)wiQa2(m )0.5(tw2twi) 0.65(t9 t2 )(24)W2式中，Ka為吸收器的傳熱系數(shù),2W/ ( m .K)。5. 溶液熱交換的傳熱面積在溶液交換器中，由于稀溶液流量大，其溫度變化較小。兩種溶液的流動(dòng)方式一般采用逆流形式，故FtQt2 (m ) kt(t4t2 )0.35(t7t2)0.65(t4 t8)(25)噴淋密度、熱流密度、管

11、徑、管內(nèi)外介質(zhì)的流速、污垢情況等，目前國(guó)內(nèi) K值的依據(jù)。2式中，kt為溶液交換器的傳熱系數(shù)，W/（ m .K）。在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，影響各設(shè)備傳熱系數(shù)K值的因素很多，如熱交換的形式、管子材料、這方面的研究工作做得很少，因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般根據(jù)某些同類設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為選取傳熱系數(shù)三、加熱蒸汽的消耗量及泵的流量計(jì)算1 .加熱蒸汽的消耗量 M hM h = (1.051.00)Qh(kg/s)(26)其中有1.051.00-考慮損失的附加數(shù)；r-加熱蒸汽的汽化潛熱，KJ/kg。2.冷媒水泵的流量ViQoX 36001000Cw(ti1 ti2)(m3 /h)(27)式中，Cw為冷媒水的比熱

12、,KJ/kg - k。3.冷卻水泵的流量溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，吸收器和冷凝器的冷卻水通常是串聯(lián)使用的，即冷卻水先通過(guò)吸收器再通過(guò)冷凝器，因此，冷卻水量的確定要由兩個(gè)方面來(lái)考慮。對(duì)于吸收器VwiQ 36001000Cw(tw2 tw1)3(m /h)(28)對(duì)于冷凝器Vw2Qk36001000Cw (tw3 tw2)(m3 / h)(29)計(jì)算結(jié)果應(yīng)使VW1Vw2，如兩者相差較大，則應(yīng)重新考慮冷卻水總溫度升的分配，直至兩者相等或相近。4.蒸發(fā)器泵的流量 由于蒸發(fā)器內(nèi)壓力很低,為了消除靜液柱高度對(duì)沸騰過(guò)程的影響，蒸發(fā)器通常做成噴淋式。為了保證一定的噴淋密度，冷劑水的噴淋量大于實(shí)際的蒸發(fā)量，兩者之比

13、稱為蒸發(fā)器冷劑水的再循環(huán)倍率，用f 0表示，一般取f 0 =1020，因此，蒸發(fā)器泵的流量為5.發(fā)生器泵的流量VofD360010003(m /h)(30)Vh豈3600a(m3/h)(31)式中，a為稀溶液的密度,3kg/m 。6.吸收器泵的流量Va13600( m3/h)(32)式中 P為噴淋溶液的密度,kg/m3。設(shè)計(jì)實(shí)例已知條件如下:制冷量 Q0 =50 X 104 kcal/h(581.4Kw)冷媒水出蒸發(fā)器的溫度 tl2 =7C 冷媒水進(jìn)蒸發(fā)器的溫度111 =22 C 冷卻水溫度 t w =22C 加熱蒸汽的溫度th =116.33C試進(jìn)行單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計(jì)算和傳熱計(jì)算

14、。解 1.設(shè)計(jì)參數(shù)的選定(1)吸收器出口冷卻水溫度tw2tw2 =tw1+t w1(取twi=45C)(2)冷凝器出口冷卻水溫度tw3tw3 =tw2 +t w2 =(取tw2 =3.5C)(3)冷凝溫度 tktk=tw3 +t(取t=5C )(4) 冷凝壓力 pk根據(jù) t k =45C ,查飽和水蒸氣表得pk =(5) 蒸發(fā)溫度 t0to =t|2 -2=(6) 蒸發(fā)壓力Po根據(jù)to =5 °C，查飽和水蒸氣表得 P 0 =(7) 吸收器壓力Pa假定由蒸發(fā)器到吸收器之間氣流的壓降P= 0.14mmHg(0.0186k pa )mmHgPa=Po- P=(8)吸收器內(nèi)溶液最低溫度t2

15、t2 = tw2 +3.5=(取 t=3.5C)(9)稀溶液濃度 a根據(jù)Pa和t2,從h- 圖上查得 a(10)濃溶液濃度a+4% =(取 r- a =4%)(“)發(fā)生器內(nèi)溶液最高溫度t4 根據(jù)r，Pk從h- 圖上查得t4 =13上述各參數(shù)值確定后，可在漠化鋰水溶液的h-圖上進(jìn)一步查得相應(yīng)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)表2中,溶液熱交換器出口處濃溶液的溫度ts可由式（8）確定，取t=19 C，則ts =七2 +19=，列于表2中。畫出其循環(huán)過(guò)程圖并標(biāo)出對(duì)應(yīng)點(diǎn)號(hào)。14再由t8，r從h- 圖中查得，h8 =表2 h- 圖上各點(diǎn)參數(shù)值a 1h7= h2 +(h4 hg)a25由h7 , a從h- 圖中查得t7 =2.

16、設(shè)備熱負(fù)荷計(jì)算(1)設(shè)備的單位熱負(fù)荷1)蒸發(fā)器的單位熱負(fù)荷q。h1h32)發(fā)生器的單位熱負(fù)荷qh h3“ (a 1)h4 ah73)冷凝器的單位熱負(fù)荷qk h3 h34)吸收器的單位熱負(fù)荷qah1 (a 1)h8 ah?5)溶液熱交換器的單位熱負(fù)荷qta(h7 h2)(2)設(shè)備的熱負(fù)荷1)冷劑水循環(huán)量D Qq。2)發(fā)生器的熱負(fù)荷3)4)5)QhDqh冷凝器的熱負(fù)荷QkDqk吸收器的熱負(fù)荷QaDq a溶液熱交換器的熱負(fù)荷Qt Dqt(3)熱平衡和熱力系數(shù)1)熱平平衡吸收熱量為QoQh放出熱量為QkQa2)熱力系數(shù)QoQh3.加熱蒸汽的消耗量的泵的流量計(jì)算(1)加熱蒸汽的消耗量Mh 1.05Qr(

17、2)冷媒水泵的流量ViQolOOOCw (tii ti2)(3)冷卻水泵的流量VwiQalOOOCw (tw2 twi)，W2LWiVw2QklOOOCw (tw3 tw2)如果VW1 - VW2(允許有10%的誤差),說(shuō)明冷卻水溫升的分配是合理的，取Vw(4 )蒸發(fā)器泵的流量VofOD1000(取 f。 1O)(5 )發(fā)生器泵的流量aDVha(6 )吸收器泵的流量Va (f a 1)D(取 f=20 , p=860kg/m3)4.計(jì)算設(shè)備的傳熱面積(1)發(fā)生器的傳熱面積FhQhFh Kh(tht5)0.65(t4t5)(取 kh 2500kcal /m2 C )(2)冷凝器的傳熱面積 Fk取

18、 kk 2500kcal / m h CFkKk(tkQktw2)0.65(tw3tw2)(3)蒸發(fā)器的傳熱面積Fo取 K。1800kcal / m2 h °CFoQoKo(tiito) 0.65(tiiti2)(4)吸收器傳熱面積Faka800kcal / m2 h CFaQaKa(t9 twi) 0.5(tw2 twi) 0.65(t9t2)(t9=35 C)(5)溶液熱交換器傳熱面積Ft取 kt 400kcal / m2 h CF*K.(t4 t2) 0.35(tQ* t2) 0.65(t4 t8)已號(hào)二。N 4喩/ 詞嘆以？f層補(bǔ)黑爰妙 cp3T追桜方IV處習(xí) Z杲；<

19、AHhwalE T氐 & $勺曲£封£m? 懲糾百由城& 4«3f 5黑期 秦0遼逛勺S咳叫蟲1t<也£C4 «製4 a出o ys* 蠶 和 擔(dān)余2 atg 譯 鐵 繋1 祥* , ctAiKh2. g旅）龍&Jf - “紹 XM 琲 - “岸n辭書®' -5L$昨孟* 蔦務(wù)r.聲呵乜：益.X 半tf皈盤帛、£ama Qr後-唱?jiǎng)`望® !、胃一一 ¥?0、芒耗卜誠(chéng)bj *電備y出F;州*舟"&M “黠汕墾乂 咨 為 X" * kll h

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