工業(yè)冷水機(jī)零部件的設(shè)計(jì)選型

1、工業(yè)冷水機(jī)的設(shè)計(jì)選型經(jīng)驗(yàn)1. 壓縮機(jī)：根據(jù)制冷量和冷媒（制冷劑）選型的壓縮機(jī)。2冷凝器的設(shè)計(jì)：（1）風(fēng)冷冷凝器：采用9.52mm紫銅管，每3000瓦（匹）采用17.6m18m紫銅管風(fēng)機(jī)采用每3000瓦（匹）需要風(fēng)量約21002500m³/h。（2）水冷冷凝器：采用15.3mm紫銅管，每3000瓦（匹）采用3.5m紫銅管（光管）。干燥過(guò)濾器的選型根據(jù)冷凝器液管口徑和制冷量選型膨脹閥的選型根據(jù)制冷量,制冷劑和干燥過(guò)濾器口徑選型。5蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)：水箱式：（1）盤管蒸發(fā)器：采用銅管，每3000瓦（匹）采用0.30.4。（2）盤管蒸發(fā)器：采用不銹鋼管，每3000瓦（匹）采用0.350.5（3）

2、盤管蒸發(fā)器：采用2殼管式：采用外螺紋銅管，每3000瓦（匹）采用0.180.2。水泵的選型（冷卻泵和冷凍泵）G=（Q×A×1.3）÷（1.163×T）A: 使用系數(shù)；G: 水流量；T: 空調(diào)水系統(tǒng)供回水溫差G=（1112×0.7×1.3）÷（1.163×10）=87 m/h；即：泵的流量為87 m/h。1) 阻力計(jì)算管徑長(zhǎng)約300，比摩阻選200Pa/m則H1=300×200 Pa=6mH2O局部阻力取0.5則H2=0.5×6=3mH2O制動(dòng)控制閥 H3=5mH2O機(jī)組壓降 H4=50Kpa=5

3、mH2O換熱器壓降 H5=4mH2O總揚(yáng)程 h=1.2H=(6+3+5+5+4)=28.8 mH2O故選擇循環(huán)泵 G=87 m/h H=32 mH2O N=17.5Kw n=1450rpm2) 定壓泵的選擇：定壓點(diǎn)為最高點(diǎn)加5m H2OH=32+5=37m H2O建筑物水容量取1.3L /建筑平米Vc=11000×1.3=14300L=14.3 m小時(shí)流量取Vc之10%/h故定壓泵取2 m/h H=37m n=1450rpm 根據(jù)冷凝器和蒸發(fā)器的流量來(lái)選擇泵的流量，其次確定泵的揚(yáng)程（壓力）蒸發(fā)器的水流量(m³/h)=3.6*蒸發(fā)器的制冷量（W）/4.186*溫差*1000（

4、水的密度）冷凝器的水流量(m³/h)=3.6*冷凝器的制冷量（W）/4.186*溫差*1000（水的密度）注：冷凝器制冷量=1.2*壓縮機(jī)制冷量=1.2*蒸發(fā)器制冷量冷卻塔的選型：根據(jù)冷凝器的水流量和出口管徑選擇，也可以按冷卻塔水流量=(1.51.8)*冷凝器的水流量冷卻塔冷卻水量可以按下式計(jì)算：   （10-14）式中Q冷卻塔排走熱量，kW；壓縮式制冷機(jī)，取制冷機(jī)負(fù)荷1.3倍左右；吸收式制冷機(jī)，去制冷機(jī)負(fù)荷的2.5左右；c水的比熱，kJ/（kg· oC），常溫時(shí)c=4.1868 kJ/（kg·oC）；tw1-tw2冷卻塔的進(jìn)出水溫差，oC；壓

5、縮式制冷機(jī)，取45 oC；吸收式制冷機(jī)，去69 oC。2）水泵揚(yáng)程冷卻水泵所需揚(yáng)程Hp=hf+hd+hm+hs+ho式中hf，hd冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力，mH2O；hf，hd冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力，mH2O；hm冷凝器阻力，mH2O；hs冷卻塔中水的提升高度（從冷卻盛水池到噴嘴的高差），mH2O； ho冷卻塔噴嘴噴霧壓力，mH2O，約等于5 mH2O。以上的參數(shù)是以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電壓，冷媒為R22為準(zhǔn)的參數(shù)。如果以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電壓但頻率是60HZ，冷媒為R22的參數(shù)要在上述的參數(shù)*1.2倍即可。模溫機(jī)選購(gòu)方法簡(jiǎn)單直接選購(gòu)法     以下

6、是簡(jiǎn)單的模溫機(jī)選購(gòu)辦法，只作為指引，以下詳細(xì)介紹實(shí)際計(jì)算方法。 1. 按下式計(jì)算壓鑄模具加熱需要的功率：  L1 = (Q1*X1) / (t*3600) watt     = (M*c*DnV1*X1) / (t*3600) watt  L1 = 壓鑄模半邊必須的加熱功率，包括鑲塊或模具的其他零件 w (watt)  Q1 =

7、 升高待加熱材料的溫度所必需的熱量 J (Joule)  M = 待加熱部份重量 = 待加熱體質(zhì)量 (kg)  c = 比熱 模具鋼，約 500J / kgK (kg)  DnV1 = 開(kāi)始加熱和終止加熱 (工作溫度) 間的溫差 。  t = 加熱時(shí)間 (hr)  X1

8、 = 安全系數(shù)，熱幅射，熱傳遞到模框、壓鑄機(jī)上的熱損耗  (隨著模具尺寸增大而升高)    例如：模具                   重量    600Kg   加熱時(shí)間表       

9、;              2小時(shí)        加熱到220oC(VF)（室內(nèi)溫度VA為20oC）        DnV1=VF-VA=220-20=200oC        L1=(600 X 

10、500 X 200 X 1.5)/2 X   2.在生產(chǎn)中，溫度控制器冷卻的功率可按下式計(jì)算：  A2 = (M*fq*X2)/3600 kW (1kW = 860kcal)  A2 = 由金屬熔液帶來(lái)的熱，即必須通過(guò)冷卻導(dǎo)出的熱 kW  M = G*S = 重量 (1 小時(shí)的重量) kg/h

11、60; G = 鑄件重量 (超過(guò)  的鑄件，不包括淺道一般用水冷卻) kg  S = 每小時(shí)鑄件數(shù) n  fq = 熱系數(shù) (見(jiàn)表 2)  X2 = 修正系數(shù)，模具大時(shí)為 1；模具小時(shí)為          例如：鑄件重量    &

12、#160;                                 鑄件數(shù)               

13、0;                60/h        材料                        

14、0;         鋁(fq=798)        X2                               

15、;                      3. 泵所需流量取決于通道的橫截面積 (盡量使選定的通道  適合于所有模具) 這里使用經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證的熱載體流速 2 3 m/s 為基礎(chǔ)，以下數(shù)據(jù)可為標(biāo)準(zhǔn)值：  通道直徑mm      &

16、#160;  泵 V L/ mm  80 - 11         10 - 14 以齒輪泵為主  12 - 14            - 19 以齒輪泵為主  14 -

17、0;16            - 25 側(cè)通道特制離心泵  16 - 18            - 32 側(cè)通道特制離心泵  除流速外，還必須檢驗(yàn)選定的泵輸送量是否能運(yùn)送所需的能量。這可按下式進(jìn)行：  V = 60&

18、#160;*(L/c*DnV*p）  V = 輸送量 L/min  L = 工作過(guò)程的規(guī)定功率 (L1 或者 L2 中取較大值)   W (Watt)  DnV3 = 模具工作溫度和載熱體原始溫度間的最大允許溫差 (約 40-100)oC(k)  p = 載熱體的密度 (見(jiàn)表 2) kg/dm3&#

19、160; c = 比熱 (見(jiàn)表 2) J/kgK    即 18300W        若DnV3取40oC（例如：模具表面溫度為240oC，油溫為200oC，則        V=60*（18300/（2500*40*0.75）= /min  4. 必須進(jìn)一步驗(yàn)算通道表面積 &

20、#160;    確定模具內(nèi)部必需的加熱通道的結(jié)構(gòu)和尺寸是模具設(shè)計(jì)師的任務(wù)。通常載熱體把熱能傳給模具或者將熱量從模具帶走，兩者情況都一樣，都決定于熱傳導(dǎo)系數(shù) a，以 W/cm2 K 表示。  熱傳導(dǎo)系數(shù) a 主要受下列因素影響：   §    載熱體的流速   §     模具與載熱體間的溫差 &#

21、160; §     系統(tǒng)均勻工作溫度 (初始溫度)  最重要的是把接觸面 (通道表面) 設(shè)計(jì)成能有效傳遞所需的能量。如通道直徑太細(xì)或長(zhǎng)度不足，會(huì)  出現(xiàn)無(wú)法升溫的情況，由于水冷通道一般較熱油通道直徑小，如不改設(shè)計(jì)，很多時(shí)導(dǎo)致接觸面不足。  必需的通道表面積計(jì)算公式如下：  A = L/(a*DnV3)cm2  A = 必要的熱交換表面積 cm2&

22、#160; L = L1 或者 L2 工作必需的加熱或冷卻功率 (取最大值) Watt  a = 熱傳導(dǎo)系數(shù) W/cm2 K (a =  / DnV3 = 40,   a =  / DnV3 = 60)   DnV3 = 載熱體的初始溫度和模具工作溫

23、度的溫差oC(k)      為避免溫度波動(dòng)，溫差應(yīng)盡可能小，力求達(dá)到40oC。如果用鋁，即使 100oC 也能取得良好效果 (例如模具工作溫度 250oC，初始溫度 150oC)，要避免 DnV3 超過(guò) 100oC，初始溫度低于 150oC，否則，載熱油的效率將變得極不理想。  例如：按照 3，假定DnV3=40oC    w=3m/s   &#

24、160;    A1=18300/0.222*40=2061cm2        或：DnV3=60oC，w=3m/s        A2=18300/0.21*60=1452cm2                       w=3m/s=183000cm/min        V=/min=14400cm3/min        Aq 橫切面積=V/w=2(3.1416*r2)