課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目配用冷水機(jī)組的臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)設(shè)

1、 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)題目：配用冷水機(jī)組的臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：配用冷水機(jī)組的臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)一臺(tái)配用冷水機(jī)組的臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)一臺(tái)配用冷水機(jī)組的臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)參數(shù)：制冷劑：設(shè)計(jì)參數(shù)：制冷劑：R134a 額定工況蒸發(fā)溫度：額定工況蒸發(fā)溫度： 冷凝溫度：冷凝溫度： 冷卻水進(jìn)口溫度：冷卻水進(jìn)口溫度： 制冷量：制冷量： 傳熱管：每英寸傳熱管：每英寸19片的滾軋低肋銅管片的滾軋低肋銅管Ct40Ctk40Ctwi30kwQ3000氟利昂臥式殼管式冷凝器的設(shè)計(jì)及計(jì)算氟利昂臥式殼管式冷凝器的設(shè)計(jì)及計(jì)算L1 氟利昂臥式殼管式冷凝器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)氟利昂臥式殼管式

2、冷凝器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)3.1.1 臥式殼管式冷凝器的整體結(jié)構(gòu)臥式殼管式冷凝器的整體結(jié)構(gòu) 圖圖32為氟利昂臥式殼管式冷凝器的整體結(jié)構(gòu)圖為氟利昂臥式殼管式冷凝器的整體結(jié)構(gòu)圖3L 2 臥式殼管式冷凝器的零部件及其設(shè)計(jì)臥式殼管式冷凝器的零部件及其設(shè)計(jì) (1)傳熱管、傳熱管的布置及與管板的固定方式在氟利昂臥式殼傳熱管、傳熱管的布置及與管板的固定方式在氟利昂臥式殼管式冷凝器戶(hù)較為適宜使用的低翅片管管式冷凝器戶(hù)較為適宜使用的低翅片管是采用是采用 l6mmx1.5mnl和和 19mm1.5mm的紫銅管坯管軋制而成，的紫銅管坯管軋制而成，軋制后，其內(nèi)徑一般小于坯管內(nèi)徑。軋制后，其內(nèi)徑一般小于坯管內(nèi)徑。另一種傳熱管是

3、鋸齒管，系車(chē)制而成，另一種傳熱管是鋸齒管，系車(chē)制而成，其扭距較滾軋而成的低翅片管更密，其扭距較滾軋而成的低翅片管更密，翅片外沿開(kāi)有鋸齒形缺口，鋸齒管翅片外沿開(kāi)有鋸齒形缺口，鋸齒管內(nèi)徑與原坯管內(nèi)徑相同。內(nèi)徑與原坯管內(nèi)徑相同。 低翅片管的每米管長(zhǎng)各有關(guān)面積按下列各式計(jì)算低翅片管的每米管長(zhǎng)各有關(guān)面積按下列各式計(jì)算每米管長(zhǎng)翅頂面積每米管長(zhǎng)翅頂面積 (單位為單位為 m)每米管長(zhǎng)翅側(cè)面積。每米管長(zhǎng)翅側(cè)面積。(單位為單位為 mda2m2m (2)殼體、管板及其連接方式殼體、管板及其連接方式 臥式殼管式冷凝器的殼體及管板內(nèi)側(cè)臥式殼管式冷凝器的殼體及管板內(nèi)側(cè)均承受冷凝壓力，為受壓元件，在必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，從

4、而確均承受冷凝壓力，為受壓元件，在必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，從而確定殼體和管板的厚度。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，高壓側(cè)設(shè)計(jì)壓力應(yīng)高于定殼體和管板的厚度。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，高壓側(cè)設(shè)計(jì)壓力應(yīng)高于在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下制冷劑可能達(dá)到的與最高冷凝溫度相應(yīng)的飽和蒸在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下制冷劑可能達(dá)到的與最高冷凝溫度相應(yīng)的飽和蒸氣壓力。制冷劑可能達(dá)到的最高冷凝溫度及相應(yīng)的飽和蒸氣壓力按氣壓力。制冷劑可能達(dá)到的最高冷凝溫度及相應(yīng)的飽和蒸氣壓力按表表36取值。取值。 當(dāng)冷凝溫度介于表當(dāng)冷凝溫度介于表36中任意兩個(gè)冷凝溫度之間時(shí)冷凝壓力應(yīng)中任意兩個(gè)冷凝溫度之間時(shí)冷凝壓力應(yīng)按相鄰的較高冷凝溫度確定，當(dāng)冷凝溫度高于按相鄰的較高冷凝溫度確定

5、，當(dāng)冷凝溫度高于65度時(shí)，則最高冷凝度時(shí)，則最高冷凝溫度按實(shí)際可能達(dá)到的溫度確定。溫度按實(shí)際可能達(dá)到的溫度確定。氟利昂臥式殼管式冷凝器殼體的常用厚度為氟利昂臥式殼管式冷凝器殼體的常用厚度為68mm。 (3)端蓋端蓋 端蓋多為灰口鑄鐵，亦可用鋼板沖壓焊制而成。端蓋內(nèi)側(cè)端蓋多為灰口鑄鐵，亦可用鋼板沖壓焊制而成。端蓋內(nèi)側(cè)的若干筋板將其分成若干水膠，兩端蓋的水腔應(yīng)互相配合以便冷卻的若干筋板將其分成若干水膠，兩端蓋的水腔應(yīng)互相配合以便冷卻水在管內(nèi)往返流動(dòng)。冷卻水的進(jìn)出口通常在一個(gè)端蓋上，進(jìn)口布置水在管內(nèi)往返流動(dòng)。冷卻水的進(jìn)出口通常在一個(gè)端蓋上，進(jìn)口布置在下方，出口布置在上方，冷卻水往返流動(dòng)的瀝程數(shù)為偶數(shù)

6、，且一在下方，出口布置在上方，冷卻水往返流動(dòng)的瀝程數(shù)為偶數(shù)，且一般不大于般不大于8。4)支座支座 : 小型制冷裝置用臥式殼管式冷凝的支座一般采用如圖小型制冷裝置用臥式殼管式冷凝的支座一般采用如圖39所示結(jié)構(gòu)形式。表所示結(jié)構(gòu)形式。表39列出不同殼體外徑列出不同殼體外徑 的冷凝器所對(duì)應(yīng)的支的冷凝器所對(duì)應(yīng)的支座尺寸。支座在冷凝器中的位置可按下列要求確定：若冷凝器主體座尺寸。支座在冷凝器中的位置可按下列要求確定：若冷凝器主體部分的長(zhǎng)度部分的長(zhǎng)度(兩管板外側(cè)端面間的距離兩管板外側(cè)端面間的距離)為為 ,殼體平均直徑為殼體平均直徑為 ，支座鋼板厚度中線(xiàn)處與管板外側(cè)的距離為支座鋼板厚度中線(xiàn)處與管板外側(cè)的距離為

7、s，則支座的位置應(yīng)保證，則支座的位置應(yīng)保證 且且 。 tls2 . 04mDs tl0DmD(5)連接管連接管 臥式殼管式冷凝器的連接管包括進(jìn)氣接管、出液接管以臥式殼管式冷凝器的連接管包括進(jìn)氣接管、出液接管以及冷卻水進(jìn)出口接管。各連接管內(nèi)徑及冷卻水進(jìn)出口接管。各連接管內(nèi)徑 (單位為單位為m)按下式計(jì)算按下式計(jì)算id313 臥式殼管式冷凝器的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)臥式殼管式冷凝器的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）選取熱流密度）選取熱流密度 (單位為單位為wm2)，確定傳熱管總長(zhǎng)，確定傳熱管總長(zhǎng)L(單位為單位為m) 2)根據(jù)冷凝器長(zhǎng)徑比根據(jù)冷凝器長(zhǎng)徑比 的合理范圍確定流程數(shù)的合理范圍確定流程數(shù)N、每流程管數(shù)、每流程管數(shù)z、

8、有效單管長(zhǎng)有效單管長(zhǎng)L(單位為單位為m）及殼體內(nèi)徑）及殼體內(nèi)徑 (單位為單位為m)列出不同流程數(shù)方案的組合表，如表列出不同流程數(shù)方案的組合表，如表 3l0 所示。所示。3.2 臥式殼管式冷凝器的傳熱計(jì)算臥式殼管式冷凝器的傳熱計(jì)算3.2.1 氟利昂蒸氣在滾軋低翅片管外表面上凝結(jié)時(shí)表面氟利昂蒸氣在滾軋低翅片管外表面上凝結(jié)時(shí)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)傳熱系數(shù) 的計(jì)算的計(jì)算iD0qiDl0k增強(qiáng)系數(shù)少應(yīng)由下式計(jì)算增強(qiáng)系數(shù)少應(yīng)由下式計(jì)算管排修正系數(shù)由下式計(jì)其323 冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 計(jì)算計(jì)算wi系數(shù)系數(shù)B是與冷卻水進(jìn)出口平均溫度入有關(guān)的物性集合系數(shù)，可從表是與冷卻水進(jìn)出

9、口平均溫度入有關(guān)的物性集合系數(shù)，可從表3l 2中取值，也可由下式近似計(jì)算中取值，也可由下式近似計(jì)算324 氟利昂用臥式殼管式冷凝器的傳熱方程及傳熱面積計(jì)算氟利昂用臥式殼管式冷凝器的傳熱方程及傳熱面積計(jì)算 采用逐步逼近法解聯(lián)立方程組式采用逐步逼近法解聯(lián)立方程組式(36)和式和式(37)，即假定一，即假定一個(gè)個(gè) ，分別計(jì)算式，分別計(jì)算式(36)和式和式(37)的的 ，可將計(jì)其結(jié)果列表，可將計(jì)其結(jié)果列表，如表如表313所示。所示。00q當(dāng)兩式當(dāng)兩式 誤差不大丁誤差不大丁3時(shí)，可認(rèn)為符合要求，然后將試湊計(jì)算最時(shí)，可認(rèn)為符合要求，然后將試湊計(jì)算最終所得終所得 與冷凝器初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)假定的物進(jìn)行比較，若誤差不與冷凝器初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)假定的物進(jìn)行比較，若誤差不大于大于15且計(jì)算值稍大于假定值，可認(rèn)為原假定疽及初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)且計(jì)算值稍大于假定值，可認(rèn)為原假定疽及初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，最后即可由下式計(jì)算所