唐威力300KW地源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、 i地源熱泵系統(tǒng)在中國(guó)的發(fā)展前景摘要：發(fā)展應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)是我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)節(jié)能減排的時(shí)代要求。當(dāng)前，我國(guó)建筑物消耗的能量占總能耗的比重愈來愈大，節(jié)能減排已經(jīng)的刻不容緩的任務(wù)了。在我國(guó)較經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平比較高的城市，制冷、供暖和供熱所需要的能量現(xiàn)在已經(jīng)占到建筑物總消耗的45-55%。尤其是北方冬天供熱所用的燃?xì)忮仩t的大量使用，使生態(tài)環(huán)境受到了很大的破壞。所以，節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為了中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重大任務(wù)。中國(guó)的氣候條件是多數(shù)地方冬天冷夏天熱，也就是說冬季需要進(jìn)行供暖，夏季需要空調(diào)供冷。現(xiàn)在的生活水平越來越高，生活質(zhì)量的要求也高了，所以夏熱冬冷的地方需要供暖和空調(diào)制

2、冷，可見空調(diào)產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力非常大，因此地源熱泵系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿σ膊豢上蘖?。綜上所述，可知地源熱泵系統(tǒng)用有節(jié)能、環(huán)保、市場(chǎng)開闊等多方面的優(yōu)點(diǎn)，能夠克服中國(guó)傳統(tǒng)的供暖方式中所存在的問題，符合中國(guó)實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和節(jié)能減排的政策，因此，地源熱泵系統(tǒng)在中國(guó)的將來必將有廣闊的市場(chǎng)前景。目前，在我國(guó)地源熱泵系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)有了一個(gè)良好的勢(shì)頭，盡管還存在這樣或那樣的問題，總的發(fā)展趨勢(shì)是不可阻擋的。關(guān)鍵詞：地源熱泵，夏熱冬冷，空調(diào)，節(jié)能減排，建筑ThedevelopmentprospectofthegroundsourceheatpumpsysteminChinaAbstract：thedevelopmento

3、fapplicationofgroundsourceheatpumpsystemisthedevelopmenttrendofconstructionindustryinourcountry,becauseitcanrealizetheeraofenergyconservationandemissionsreductionrequirements.Atpresent,ourcountrybuildingenergyconsumptionaccountsfortheproportionoftotalenergyconsumptionisbecomingmoreandmorebig,hasbeen

4、theurgenttaskofenergysavingandemissionreduction.Inourcountry,thecitieswithhigheconomicdevelopmentleveliscooling,heatingandheatsupplytheenergyneededtopowerhasnowbeen45-55%oftotalconsumptionofthebuilding.Especiallyinthenorthwinterheatinggasboilerusedintheextensiveuse,alotofdamagetotheecologicalenviron

5、ment.So,energyconservationandemissionsreductionandsustainabledevelopmenthasbecomeamajortaskofChinaseconomicdevelopment.Chinasclimateiscoldinwinterhotinsummer,inmostpartsofthatisneedforheatinginwinter,summerneedairconditioningcooling.Nowishigherandhigherlivingstandards,thequalityofliferequirementishi

6、ghalso,sothehotsummerandcoldwinterplaceneedheatingandairconditioningrefrigeration,airconditioningproductsmarketpotentialisverylarge,sothedevelopmentpotentialofgroundsourceheatpumpsystemisnotlimited.Aboveall,cleargroundsourceheatpumpsystemwiththeadvantagesofenergy-saving,environmentalprotection,thema

7、rketisopen,canovercometheproblemsinthetraditionalChinesewayofheating,itisinChinapursuesapolicyofsustainabledevelopmentstrategy,energyconservationandemissionreduction,therefore,groundsourceheatpumpsysteminChinawillhaveabroadmarketprospectinthefuture.Atpresent,thedevelopmentofgroundsourceheatpumpsyste

8、minourcountryhasagoodmomentum,althoughitisstillaproblemofonekindoranother,thegeneraldevelopmenttrendisunstoppable.Keywords:groundsourceheatpump,coldwinterhotsummer,airconditioning,energyconservationandemissionsreduction,andbuildingiiii目錄1、地源熱泵簡(jiǎn)介地源熱泵的發(fā)展歷史TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current

9、 Document 地源熱泵工作原理2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2、任務(wù)參數(shù)及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與選擇5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 任務(wù)參數(shù)5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 熱泵冷凝和蒸發(fā)溫度5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 基本參數(shù)的確定5R22壓焓圖：6 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 機(jī)組原始參數(shù)7 HYPERLINK

10、l bookmark24 o Current Document 壓縮機(jī)的參數(shù)計(jì)算7 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 蒸發(fā)器的負(fù)荷7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 蒸發(fā)器的參數(shù)計(jì)算7 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 冷凝器參數(shù)計(jì)算8 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.2.8本設(shè)計(jì)制熱系數(shù)COPS的計(jì)算8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document

11、2.3方案工作原理圖9 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算10 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 計(jì)算機(jī)組冷凝器的各種參數(shù)10 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 熱負(fù)荷10 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 平均溫度差計(jì)算10 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 估算傳熱面積11 HYPERLINK l bookmark50 o Cu

12、rrent Document 冷卻水流量的計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 校核12 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 管程對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算12 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 殼程對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算12 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 總傳熱系數(shù)13 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 傳熱面積的校核13 HYPERLINK l boo

13、kmark62 o Current Document 冷凝器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14 vi v HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 冷凝器管程14 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 冷凝器管板的結(jié)構(gòu)形式的確定14 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 冷凝器殼體的設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 冷凝器封頭的設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 設(shè)計(jì)

14、折流板17 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 設(shè)計(jì)拉桿17 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 設(shè)計(jì)進(jìn)出口管道18 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 進(jìn)出口管道的設(shè)計(jì)18 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 設(shè)計(jì)殼程的進(jìn)出口管19 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 設(shè)計(jì)進(jìn)出管的法蘭19 HYPERLINK l bookmark102 o Curren

15、t Document 確定殼程進(jìn)出口接管的位置20 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 3.3冷凝器應(yīng)力校核21 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 強(qiáng)度校核21 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 筒體上的應(yīng)力計(jì)算22 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 管子上力的計(jì)算23 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 水壓試驗(yàn)校核24 HYPERLINK

16、 l bookmark158 o Current Document 氣液分離器的設(shè)計(jì)26 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l bookmark166 o Current Document 5.1計(jì)算蒸發(fā)器的各種參數(shù)28 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 5.1.1蒸發(fā)器熱負(fù)荷28 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 5.1.2平均溫差28 HYPERLINK l bookmark174 o Curren

17、t Document 5.1.4估算傳熱面積29 HYPERLINK l bookmark176 o Current Document 校核30 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 5.2.1總傳熱系數(shù)30 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 5.2.2校核傳熱面積31 HYPERLINK l bookmark202 o Current Document 5.3蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32 HYPERLINK l bookmark204 o Current Document 管程32 HYPERLINK

18、 l bookmark206 o Current Document 5.3.2蒸發(fā)器筒體32 HYPERLINK l bookmark210 o Current Document 5.3.3管板的計(jì)算34 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 5.3.4封頭的設(shè)計(jì)36 HYPERLINK l bookmark220 o Current Document 5.3.5其他附件37 HYPERLINK l bookmark222 o Current Document 5.3.6進(jìn)出口管設(shè)計(jì)40 HYPERLINK l bookmark230 o Cur

19、rent Document 5.4實(shí)驗(yàn)校核43 HYPERLINK l bookmark232 o Current Document 5.4.1水壓試驗(yàn)43 HYPERLINK l bookmark234 o Current Document 5.4.2氣密性實(shí)驗(yàn)44 HYPERLINK l bookmark236 o Current Document 壓縮機(jī)與閥的選型46 HYPERLINK l bookmark238 o Current Document 壓縮機(jī)選型46 HYPERLINK l bookmark240 o Current Document 確定總排氣量46 HYPERLIN

20、K l bookmark242 o Current Document 確定排氣壓力47 HYPERLINK l bookmark246 o Current Document 閥的選型50地源熱泵系統(tǒng)在應(yīng)用中須解決的問題518結(jié)束語52 HYPERLINK l bookmark248 o Current Document 參考文獻(xiàn)53謝辭54前言地源熱泵這個(gè)名詞最先由1912年瑞士科學(xué)家佐伊利H.Zoelly的一份專利報(bào)告中出現(xiàn)。從那以后的很長(zhǎng)一段里，人們一直對(duì)地源熱泵系統(tǒng)作研究，不過基本上都處于試驗(yàn)觀察狀態(tài)。在1930年左右，全世界最早的地源熱泵系統(tǒng)開始進(jìn)行運(yùn)作。地表水源熱泵系統(tǒng)真正意義上的市

21、場(chǎng)化應(yīng)用卻是在1980年左右2，進(jìn)入20世紀(jì)以來，地表水源熱泵技術(shù)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求得到了迅速的發(fā)展。在中國(guó)，地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用前景也越來越明朗。地源熱泵系統(tǒng)作為一種新技術(shù)它可達(dá)到節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的目的。它能將地表土壤等地表低溫蓄熱體中的自然能量轉(zhuǎn)換到建筑物里進(jìn)行熱交換，借此利用自然能源來達(dá)到節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。要為地源熱泵系統(tǒng)一般情況下不會(huì)污染地下水源，也不會(huì)引起地面坍塌，所以它不會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成壞的影響。有效并且可持續(xù)地利用自然資源，減少常規(guī)不可再生能源的消耗是一種發(fā)展趨勢(shì)，所以地源熱泵系統(tǒng)愈來愈具有獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，并成為一種高效節(jié)能環(huán)保、無污染的可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)。地源

22、熱泵系統(tǒng)可作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源使用運(yùn)行。研究和發(fā)展地源熱泵技術(shù)即可節(jié)能環(huán)保，而且也對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。地源熱泵系統(tǒng)主要由四部分組成，它們是地表面淺層地?zé)崮茉床杉到y(tǒng)，水源熱泵機(jī)組，室內(nèi)供暖和空調(diào)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)。地表水源熱泵系統(tǒng)是屬于人造冷熱源工程,所以它可以替代燃?xì)忮仩t或著市區(qū)供暖管網(wǎng)等系統(tǒng)運(yùn)行。其工作原理是：冬天時(shí)從地表表層、淺層地下水中取熱,進(jìn)而向室內(nèi)供暖；夏天時(shí)它將建筑物空調(diào)體系散發(fā)的余熱轉(zhuǎn)向地表表層、地表水散放，借此來使建筑物制冷；并且它還可以提供生活用水，可以說是一舉多得，是一種非常有效的利用自然能源的方式。這次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是研究地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用與自來水的加熱。主要

23、包括系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)和機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)部件有：冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、等。整個(gè)設(shè)計(jì)基本上是按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行的。此次進(jìn)行地源熱泵機(jī)組的設(shè)計(jì)對(duì)我來說受益匪淺，它是對(duì)我大學(xué)學(xué)到的知識(shí)的一次全方位運(yùn)用，能夠讓我們學(xué)著怎么樣運(yùn)用專業(yè)知識(shí)去分析和解決工作中的實(shí)際問題及培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想。通過查閱和檢索有關(guān)方面的技術(shù)資料，進(jìn)行縝密的設(shè)計(jì).培養(yǎng)了我自主思考自己動(dòng)手的綜合能力，形成了一定的機(jī)械設(shè)計(jì)思路和培養(yǎng)了作為機(jī)械設(shè)計(jì)者的基本能力，為將來我們能夠進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)打下了一定的基礎(chǔ)。百密一疏，由于我的水平不是很高，也沒有多少實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，并且時(shí)間上也不可能做過多深入的研究，所以設(shè)計(jì)中不可

24、避免的有一些錯(cuò)誤和不妥之處，希望各位老師多多指導(dǎo)多多包涵，在此深表感謝。vi南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)（ ）地下埋管換熱器的傳熱效能研究；第1頁(yè)共55頁(yè)1、地源熱泵簡(jiǎn)介地源熱泵的發(fā)展歷史地源熱泵系統(tǒng)的概念形成于1930年左右，是由奧格勒斯貝和凱姆勒兩個(gè)研究員在他們合作所寫的熱泵應(yīng)用中所提出的，到1940年的時(shí)候美國(guó)已經(jīng)安裝了十幾臺(tái)大型商業(yè)應(yīng)用熱泵，其中大部分以水作為熱源。1950年左右歐洲的一些國(guó)家和美國(guó)發(fā)起了研究地源熱泵（GSHP）的第一次革命。在二十世紀(jì)70年代，世界范圍內(nèi)的石油危機(jī)使人們開始關(guān)注節(jié)能和可

25、持續(xù)發(fā)展，地源熱泵的研究又進(jìn)入了又一次技術(shù)革命，這時(shí)瑞典的科學(xué)家革命性地第一次將一種塑料管成功地應(yīng)用在了閉式管路地源熱泵工程上，從而使它得到了迅速發(fā)展。由于其節(jié)能性和與環(huán)境的友好性而得到世界上很多國(guó)家的重視，呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展趨勢(shì)。從此以后，愈來愈多的國(guó)家開始發(fā)展應(yīng)用這種新型系統(tǒng)。通過幾十年的發(fā)展，地表水源熱泵技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)能夠比較高效率地使用，其主要應(yīng)用是在空調(diào)系統(tǒng)中。根據(jù)美國(guó)的地源熱泵協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)大概有六百多所學(xué)校成功使用GSHP系統(tǒng)，而且運(yùn)行效率非常高。由于經(jīng)濟(jì)適用而且節(jié)能環(huán)保，現(xiàn)今在美國(guó)，地源熱泵系統(tǒng)的安裝數(shù)量以每年百分之二十幾的速度增加，在21世紀(jì)初地源熱泵在美國(guó)的銷售數(shù)量

26、更是達(dá)到了四十多萬臺(tái)實(shí)際的市場(chǎng)化應(yīng)用中，由于在北美不同的氣候條件下，北美更多地在一年四季進(jìn)行冷熱聯(lián)供，安裝閉式水環(huán)熱泵；歐洲的發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用冬季供暖的方式，夏天則安裝使用熱泵站集中供熱制冷。而中國(guó)的氣候條件與北美大同小異，因此北美的熱泵應(yīng)用方式對(duì)我國(guó)更具借鑒意義中國(guó)的地源熱泵系統(tǒng)研究起始于1950年左右，南京一所大學(xué)的熱能研究所開始了對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的第一次研究。直到80年代才得到了具體深入的發(fā)展。最近，地源熱泵技術(shù)在節(jié)能、空調(diào)制冷和建筑等行業(yè)成為了熱點(diǎn)研究對(duì)象，并開始在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐，熱泵產(chǎn)品也與之相關(guān)地產(chǎn)生，研究“地?zé)峥照{(diào)”成為了一種發(fā)展趨勢(shì)。在研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)許多高校已經(jīng)先后確立了很多研

27、究地源熱泵系統(tǒng)的項(xiàng)目，開始地下垂直式換熱器與地源熱泵設(shè)備共同運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)研究。研究主要集中在以下幾個(gè)方面：（2）夏天瞬態(tài)工況下的數(shù)值模擬研究；（3）熱泵部件與裝配的假設(shè)模型的理論和實(shí)際研究；（4）能夠替代制冷劑的其他工質(zhì)的研究；（5）其他自然能源如光能、自然風(fēng)能等與地表低溫?zé)嵩垂餐\(yùn)行的研究（6）地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工的研究；（7）裝備在商業(yè)化下的經(jīng)濟(jì)效能和效能參數(shù)的研究；（8）垂直埋管換熱器與地源熱泵的性能匹配研究；（9）地表泥土的導(dǎo)熱效率以及熱物性的研究等等。地源熱泵工作原理地源熱泵系統(tǒng)的換熱器一般埋于地表面下，在高強(qiáng)度塑料管（PE管）組成的封閉環(huán)路中通過水的往復(fù)循環(huán)流動(dòng)換熱，可以達(dá)到通

28、過熱交換器與地表土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。夏天由機(jī)組將建筑物內(nèi)的多余熱量轉(zhuǎn)換到地表下，從而使房間進(jìn)行降溫，并且能夠儲(chǔ)存熱量，以備冬用。冬天通過熱泵將地表土壤中的熱量轉(zhuǎn)換到室內(nèi)，進(jìn)而對(duì)建筑物進(jìn)行供暖，而且儲(chǔ)備冷能量，留在夏天時(shí)使用。因?yàn)榈乇砻娴耐翆颖旧砭褪且粋€(gè)能量聚集地，所以通過地源熱泵系統(tǒng)能夠進(jìn)行能量的冷熱交換，達(dá)到供暖制冷的效果，工作原理如圖1.1所示。圖1.1地源熱泵系統(tǒng)工作原理圖系統(tǒng)換熱器埋管形式的選擇：換熱器埋在地表下基本上只有兩種形式，包括水平式埋管和垂直式埋管。施工場(chǎng)地地面面積、土壤類型和巖土以及鉆孔施工費(fèi)用等決定了實(shí)際情況下該選用哪種形式。雖然水平式埋管通常是進(jìn)行淺層埋管，可人工開

29、挖，施工費(fèi)用也比垂直式埋管要少一些，可是在換熱性能方面它比垂直式差很多，而且易受到施工場(chǎng)地的大小的限制，所以在通常情況下的工程施工中基本進(jìn)行垂直式埋管。圖1.2埋管方式冬天地源熱泵中的R22制冷劑開始正向流動(dòng)，系統(tǒng)中的壓縮機(jī)壓縮出高溫高壓的制冷劑氣體流入冷凝器并向集聚的水中釋放熱量，然后態(tài)相變化成為高溫高壓的液體，經(jīng)過膨脹閥的節(jié)流作用，降低壓力變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w流入蒸發(fā)器，從地表下的液體中吸取低溫?zé)崮?，態(tài)相變化為低溫低壓的飽和蒸汽的形式，而后流進(jìn)壓縮機(jī)的吸氣端，壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮后排放出高溫高壓的氣體，就這樣往復(fù)循環(huán)下去。通過系統(tǒng)循環(huán)往復(fù)的運(yùn)行將地表下土壤的低溫?zé)崮芙粨Q到集水器，這樣就可以持續(xù)地向

30、用戶提供舒適的熱水。圖1.3地源熱泵技術(shù)示意圖夏天的時(shí)候，系統(tǒng)中的制冷劑開始逆向流動(dòng)，所以此時(shí)冷凝器與蒸發(fā)器的作用完全反了。冷凝器改變?yōu)橄蚣娜萜髦械牡蜏厮粨Q熱能，蒸發(fā)器改變?yōu)橄蛟诘乇硐卵h(huán)的液體中釋放熱量，而循環(huán)液中的熱量轉(zhuǎn)向地表土壤的低溫區(qū)散熱，這樣經(jīng)過制冷劑的逆向流動(dòng)，就可以持續(xù)循環(huán)地向室內(nèi)提供所需要的冷量了，這就是地源熱泵制冷供熱的大概原理。2、任務(wù)參數(shù)及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與選擇2.1任務(wù)參數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，原始數(shù)據(jù)如下：機(jī)組制熱功率：300KW冷源溫度：進(jìn)口溫度t二15C出口溫度t二10C12冷凝器的進(jìn)出口水溫：進(jìn)口t二40C出口t二45Cw1w2制冷劑：R22應(yīng)用環(huán)境：衡陽(yáng)市室外熱

31、泵冷凝和蒸發(fā)溫度2.2.1基本參數(shù)的確定根據(jù)已知數(shù)據(jù)初步設(shè)定制冷劑冷凝器的冷凝溫度為t=t+AtAt=24C)kw2k=45C+3C=48C蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為：t=tAtCt=25C)2=10C-3C=7C因此查制冷與低溫原理附錄B-1知:48C時(shí)飽和蒸汽壓p二1848.8kpah二260.497kJ/kg247C時(shí)飽和蒸汽壓p二621.22kpah二407.831kJ/kg11查R22壓焓圖知：h二438kJ/kgh二419kJ/kgh=h=260.497kJ/kg2354南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第6頁(yè)共55頁(yè)第6頁(yè)共55頁(yè)222R22壓焓圖壓焓圖如圖2.1所

32、示：圖2.1R22壓焓圖h圖中1-2是等熵壓縮過程，2-3-4可近似看作一個(gè)等壓冷凝過程,4-5是等熵膨脹，5-1等壓蒸發(fā)。南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)2.2.3機(jī)組原始參數(shù)根據(jù)原始數(shù)據(jù)知制熱量為Q=300KW,0因此R22實(shí)際放熱量Q=QXK(K為傳熱系數(shù)K=1.05-1.15)0WWW按經(jīng)驗(yàn)設(shè)定傳熱系數(shù)為K=1.05W所以R22實(shí)際放熱量為：300X1.05=315KW。因此知R22的質(zhì)量流量為：Q=q(hh)m24q=Q/(hh)=315/(438260.497)=1.21kg/sm242.2.4壓縮機(jī)的參數(shù)計(jì)算壓縮機(jī)的指示功為：W

33、=q(hh)=1.21X(438260.497)=214.76kWim21壓縮機(jī)的壓縮比為：s-2-1848.8=2.96p621.22查資料取壓縮功與電機(jī)功率之間的總效率設(shè)定為：n=0.65。設(shè)計(jì)所需的電機(jī)的功率為：P=W/n=214.76/0.65=330.40KWi2.2.5蒸發(fā)器的負(fù)荷W=q(hh)=1.21X(407.831260.497)=299.23KWm152.2.6蒸發(fā)器的參數(shù)計(jì)算機(jī)組冷源進(jìn)口溫度為：t=15C。1出口溫度為：t=10C。2因此特性溫度為：t=(=)=12.5C。s2查資料得特性溫度下的C=4.189KJ/(Kg.k)p因此被加熱水的質(zhì)量流量為299.23q=

34、W/C(t-1)=14.29kg/sm2p、214.189(15-10)R22的蒸發(fā)溫度為：T=7C。蒸發(fā)器的平均溫度差為：AT二(ti-T)-(t2-T)=5.091C。mln(t-T)/(t-T)122.2.7冷凝器參數(shù)計(jì)算對(duì)于被加熱水：進(jìn)出口溫度分別為：t二4OoC，t二45oC12因此特性溫度為：t=40+45=42.5OCs22查資料得此溫度：C=4.174kJ/(kgK)P被加熱水的流量為：q=Q/C(tt)=300/4.174X(4540)mop21=14.38kg/sR22的冷凝溫度為：T=48C平均溫度差：At=(Tt)(Tt)/ln(Tt)/(Tt)m21122112=(4

35、8-40)-(48-45)/(48-40)/(48-45)=5.091C2.2.8本設(shè)計(jì)制熱系數(shù)COPS的計(jì)算被加熱的自來水吸收的熱量為：Q=qmXCX(TT)P21=14.38X4.174X(48-40)=480.177kw所以得：COPs=魯=血=I-南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)2.3方案工作原理圖工作原理如圖2.2所示：圖2.2系統(tǒng)循環(huán)3冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)條件選定機(jī)組冷凝器為列管式換熱器，設(shè)計(jì)任務(wù)書中已經(jīng)給出了冷凝器的進(jìn)出口水溫度，進(jìn)口溫度為：t=40C；出口溫度為：t=45C.設(shè)定R2212制冷劑的冷凝溫度為48C,該溫度下的飽

36、和蒸氣壓為1.8488Mpa依據(jù)流體流經(jīng)管程的規(guī)律知到需要采用被加熱水走管程、R22制冷劑在管外進(jìn)行冷凝的方法.計(jì)算機(jī)組冷凝器的各種參數(shù)熱負(fù)荷根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知需要負(fù)荷為Q=300KW,設(shè)定R22能夠傳熱給水的傳熱系數(shù)為K=1.05，可得：Q=300X1.05=315KWW0平均溫度差計(jì)算50C50C圖3.1逆流溫差圖用逆流方法計(jì)算At得:Tt=4845=3C,At=T-1=4840=8C所以：估算傳熱面積依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值先設(shè)定管殼式換熱器的總傳熱系數(shù)為1250W/m2KQ315000可得：A=0=49.50m2aKAt1250X5.091m由計(jì)算可知需要導(dǎo)熱性能較好的導(dǎo)熱材料因此，初步選定管子為紫銅

37、管.管子規(guī)格為Q19mmX1mm可知其內(nèi)徑為di=16mm初步選定換熱管管長(zhǎng)為L(zhǎng)=4m,所以單管的傳熱面積為：A3=兀Ld=0.019X4X3.14=0.2386m2總管數(shù)為：n=A=49.50=207.5A0.2386取208根管子考慮到雷諾數(shù)的因素，初步設(shè)換熱器為4管程，并設(shè)4跟拉桿，則單管程管束為：n=208/4=52根，布孔212個(gè),208為換熱管管孔。冷卻水流量的計(jì)算查閱化工原理知：PC(t-1)P213000004174x(45-40)=14.37kg/s特性溫度t=(40+45)/2=42.5C下的參數(shù)為:P=990.0kg/m3C=4.174X103J/kKP入=0.641W/

38、mK口=6.0135X10-4PaS為了阻止管內(nèi)的氣體和液體兩種相流互相干擾，需要使蒸氣進(jìn)行管子外冷凝，也就是采取被加熱水走管內(nèi)，蒸氣走殼程的措施。管內(nèi)水的流速為：14379903.14T=1.42m/sx0.0192x36校核管程對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算u=1.42m/s1duPRe=P葺牆罟二x104104(湍流)普特蘭常數(shù)為：Cp九=4.174x103x601.35x10-664.1x10-2=3.916由于加熱管內(nèi)的流體,依據(jù)化工原理第三版王志魁編(4-20)公式可得：）0.14w?。ò停?.14=1.05wa二0.023R0.8P0.33（1der=.23x64xa?x104）08x咲3xW

39、=9797.9W/m2.K殼程對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算因?yàn)橛邢嘧兊膶?duì)流傳熱發(fā)生在殼程中，所以查閱空調(diào)工程中的制冷技術(shù)知：0.72Y4Bm申g匚.fn（t一t）14d14cwtc為冷凝溫度tc=48Ctw為壁溫粗略估算tw=tc+(t1+t2)/2/2=46.25C。rs為汽化潛熱，J/kg,根據(jù)tc查表確定。Bm為組合物性參數(shù)。南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)1查知rs4=19.811,Bm=6684選管為紫銅管根據(jù)條件?。汗茏釉鰪?qiáng)系數(shù)CP廠L6,n=1則可得：=3082.2W/m2K0.72xl9.811x66.84xl.6xl(48-46.25)

40、14x0.01614總傳熱系數(shù)a選污垢熱阻系數(shù)為R=1.76x10-4m2K/w銅的導(dǎo)熱系數(shù)為入=365d2W/(m2K)根據(jù)11RbdRdd=+R+2+R2-+2八十亠Kad2九dd1dad化工原理知其中:2m11119mmRd為管內(nèi)流體水的熱阻,選為:1.723x10-4(m2.k)/wR為R22蒸氣熱阻系數(shù)（通?？梢院雎圆挥?jì)）d1a為管程對(duì)流傳熱系數(shù)，1d為管子中徑：d=16mmmma為殼程對(duì)流傳熱系數(shù)d為管子內(nèi)徑：15mmd為管子外徑:12b為管璧厚:1mm因此知：110.001x1919=+1.76x10-4+k3082.2365x1516x9797.9=0.0006948所以得：K

41、=1493.3W/(m2.K)傳熱面積的校核A=Q/KAt=315000/(1733.7x5.091)=35.69m21mA=Axn=0.2386x208=49.62m223生=釀=1.39A35.691由計(jì)算可有足夠的傳熱面裕量,所以所選定的管子規(guī)格、材料、管程數(shù)都是可用的。冷凝器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冷凝器管程由上文的計(jì)算，冷凝器應(yīng)該設(shè)計(jì)為四管程，管程結(jié)構(gòu)順序如下圖所示：流動(dòng)順序圖、管箱隔板圖、介質(zhì)返回側(cè)隔板圖分別如圖3.2所示:圖3.2管程結(jié)構(gòu)順序圖冷凝器管板的結(jié)構(gòu)形式的確定依據(jù)四管程的排列方式知，管板上有212個(gè)孔,08個(gè)換熱管孔016+020mm,0.20其中4個(gè)孔用于作拉桿孔012mm,根據(jù)條件

42、橫過管束中心線的管數(shù)為:n=1.19N=1.19J20T=17.2取18根cTOC o 1-5 h z查閱GB151-1999得：換熱管外徑d為：19mm換熱管中心距t為：22mm分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距s為：35mmn隔板槽寬為：12mm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)槽深一般不少于：4mm筒體內(nèi)徑為：D=1.051JN/耳=1.05x22+(22-4)+30=102取124mm。12接管位置定為：在R22進(jìn)口處：57L+(204)+30=74.5m取120mm在R22出口處：38L+(184)+30=63m取120m3.3冷凝器應(yīng)力校核強(qiáng)度校核表4.2冷凝器校核所需數(shù)據(jù)管子殼體材質(zhì)銅16MnR/C-116.9X

43、10-68.31X10-6E/MPa1.1X1052.04X105尺寸mm19X1X4000420X4000管子數(shù)2081管間距22mm根據(jù)條件知管子的進(jìn)口溫度為：T=40，出口溫度為：T=45C。1240+45+482=45.25C2設(shè)定在衡陽(yáng)戶外裝配時(shí)的環(huán)境溫度為25C，則可得:殼體的伸長(zhǎng)量為：6(00)Lsss0南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)5二8.31X106x(48-25)x4二7.65x104ms管子的伸長(zhǎng)量為：5=a(00)Lttt0=16.9x10-6x(4825)x4=1.555x10-3m筒體與管子的伸縮量之差為：5=5

44、5二1.555x10-30.765x10-3二0.79x10-3mets殼體的截面積為：兀A=x(Di+2t)2Di2S4兀=x(420+2x6)24202=8.03x10-3m24管子的截面積為：兀A二一xD2-(D-2t)2xnt4003.14=x0.0192-(0.019-0.001x2)2x208=8.67x10-3m24筒體上的應(yīng)力計(jì)算F+F因?yàn)椋篵=T2sAs其中F為筒體和管子的溫差所產(chǎn)生的應(yīng)力F2為殼程和管程的壓力而F1=5AAEEeStStL(AE+AE)SStt1.122x10-3x7.65x10-3x8.67x10-3x2.04x105x1.1x1054.5x(7.65x1

45、0-3x2.04x105+1.1x105x8.67x10-3)=0.1476MNFQAET=SS2AE+AESSttQ為殼程與管程壓差所產(chǎn)生的力查資料知：兀400 xn(d2t)2P+(D2nd2)P0ti0S其中：Ps=1.8488MPaPt=0.5MPa所以可得：兀400 x208x(0.0192x0.001)2x0.5+(0.402208x0.0192)x1.8488=0.00153MN而：AESSAE+AE0.00153x8.03x10-3x2.04x1058.03x10-3x2.04x105+8.67x10-3x1.1x105=9.497x10-4MN所以：F+FC二一12sAs0.

46、1476+9.497x10-4=19.42MP2申Q48=2x0.85x170=289MP8.03x10-3asa管子上力的計(jì)算因：-F+FC二13tAtF3為壓力作用于管子上的力而：AEt_tAE+AE8.67x10-3x1.1x1058.03x10-3x2.04x105+8.67x10-3x1.1x105x0.00153=0.5803x10-3MN因此：南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)-F+F0.1476+0.0005803Q二13二tA8.67x10-3t=-16.96MPa2Q50=2x62=124MPatS拉脫力的計(jì)算已知：caq=

47、t兀dl16.96x0.00004713.14x0.019x0.044=0.361Mpaq=2MPaa=皿=34x(.192-O.l42)=0.0000471m2其中a為單根換熱管的橫截面積；L-(35)mm=44mm=0.044m所以冷凝器所產(chǎn)生的應(yīng)力和拉脫力都沒有超過許用應(yīng)力,因此該冷凝器不必使用膨脹節(jié)。水壓試驗(yàn)校核水壓試驗(yàn)是用來進(jìn)行檢驗(yàn)在超過工作壓力下材料的強(qiáng)度。要讓氯離子不腐蝕材料，應(yīng)該將水壓試驗(yàn)用水中的氯離子含量控制在24mg/L以內(nèi)，而且在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后應(yīng)該馬上將污物清洗干凈。為了防止低溫脆性作用破壞材料，對(duì)于使用16MnR的鋼制壓力容器，液體溫度不能低于5C。因?yàn)闅んw材料為16MnR

48、，查資料得：在常溫下c二345MPaS試驗(yàn)壓力P規(guī)定為：PT=1-25P=1-25x1-1173=1.3966MPaTT或p=(P+0.1)MPa=1.8488-0.1=1.7488MPa取大值為：P=1.8965MPaT筒體壁內(nèi)應(yīng)力為：;其中：申=0.85P(Dt)Q=ie0.9QT2tSeD為筒體內(nèi)徑：mmit為筒體璧厚：mmeP為試驗(yàn)壓力TP為設(shè)計(jì)內(nèi)壓：而：MPa13966x(4206)=47.251MPaT0.9QQ=0.9x0.85x345=263.94MPaS因此：Q=47.251MPa0.9血q=263.94TSMPa所以經(jīng)過計(jì)算其合格封頭壁內(nèi)應(yīng)力為:TfP(kD0.5t)1.3

49、966x(1x4200.5x6)i2機(jī)e2x6x0.85二55.18MPaq=55.17MPa2,At32所以AtmAt-At=11AtInAt28-3ln8=6.2C5.1.3廢熱水在蒸發(fā)器中的流量=16.66kg/sQ_300000C-At-4.201x103x(15-10)P5.1.4估算傳熱面積根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，一般管殼式蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K=1300W/(m2K),則可估算傳熱面積Q300000A43.42m21K-At1300 x6.2m為了達(dá)到較好的傳熱效果，所以選擇多孔無縫鋼管，管子規(guī)格為申19x1mm,內(nèi)徑d=15mm。取管子長(zhǎng)L=4.5m。單管子的傳熱面積：A=dLx兀=0.016

50、x4.5x=0.226m2單0因此初步選定總管數(shù)：A43.42n=1一193根。取194根A0.2262根據(jù)流速的需要，選擇蒸發(fā)器為4管程，因此根據(jù)具體的排管需要，在管板上布194個(gè)孔，其中4個(gè)孔為拉桿所用，所以單管程管數(shù)：198/4=50根。上述設(shè)計(jì)廢熱水走管程，所以水在管內(nèi)的流速為：GuPA=1.84m/s16.66x4兀x999.8x50 xO.1425.2校核5.2.1總傳熱系數(shù)1管程對(duì)流傳熱系數(shù)a10.014x1.84x999.81423x106=1.810 x104普蘭特常數(shù)：卩丁=9尸4.201x103x1423x心6=10.47x102流體是被冷卻n=0.3,所以查資料(13)

51、有公式:57110a1=0.023dRe0-8-Pr0-3=0.023x-00 x1.8100.8x10.470-3=6768.47W/（m2-K2.殼程對(duì)流傳熱系數(shù)a2氟利昂R22是在水平管束外蒸發(fā)，查資料P113(437)有公式:Sa=16.鐘0.5P.25（）0.452ed1G=16.4x8060.80.5x5.480.25x（五）0.45=1952.05W/（m2-K）S管間距：22mm；d管子外徑：16mm；Pe蒸發(fā)時(shí)工作壓力，5.48X105Pa；屮熱流密度，熱負(fù)荷G=300000W，傳熱面積A=43.42m2Q_300000A_43.42_8060.8W/m23.總傳熱系數(shù)a取污

52、垢熱阻R=0.000086,銅的導(dǎo)熱系數(shù)入=381d2W/血K）,查資料過程設(shè)備設(shè)計(jì)式（6-2）得公式+Rd2+R+九d111952.05+0-000086+5+祐=0.00078K_1282W/(m2K)Rd2管子內(nèi)流體（即水）的熱阻,Rd1氟利昂蒸氣熱阻（忽略不計(jì)）,a管程對(duì)流傳熱系數(shù)，1a殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，25管子壁厚1mm,5.2.2校核傳熱面積_44.03m2Q_300000KAT_1282.1x6.2mA選A校A選_43.42m244.0343.421.02則大約有2的傳熱面裕量，而且在設(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)余出0.05的傳熱系數(shù)裕量，所以上述計(jì)算表明所選管子規(guī)格、材料、管程數(shù)均是可用的。

53、5.3蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.3.1管程根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)圖2-27。取管子的排列方式為圖序d,即流動(dòng)順序管箱隔板介質(zhì)返回側(cè)隔板圖5.2管子排列方式5.3.2蒸發(fā)器筒體1筒體內(nèi)徑的確定：因?yàn)檎切闻帕袝r(shí)，管子間距都相等，可在同一管板面積上排列最多的管數(shù)，而且便于管板的劃線與鉆孔，所以換熱管采用正三角形排列方式制冷劑R22在臥式殼管式蒸發(fā)管束（低肋管管束）上的沸騰換熱是典型的制冷劑在大空間內(nèi)的沸騰換熱過程。由于換熱管排列和管數(shù)的因素，再加上蒸發(fā)器是管外蒸發(fā)，需要一定的沸騰空間，即用來氣液分離之用，最上一排管子中心到最下一排管子中心距離根據(jù)經(jīng)驗(yàn)約取為筒體內(nèi)徑的60%70%，所以選擇筒體的內(nèi)徑為450m

54、m，初步選擇材料為Q235-A，查表可知：Rt=113Mpa,因考慮到夏天的室外溫度會(huì)影響蒸發(fā)器內(nèi)部溫度，所以取設(shè)計(jì)壓力為42C。根據(jù)根據(jù)換熱器手冊(cè)表1-6-16得：管子間距p=1.25d=1.25x16=20mmt0南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第33頁(yè)共55頁(yè)第33頁(yè)共55頁(yè)根據(jù)GB151-2011取p二22mmt隔板中心到管子中心的間距：=17mm已知有四個(gè)管程，管板上有197個(gè)孔，193個(gè)換熱管孔，規(guī)格為16.5mm,管間距s=22mm,4個(gè)為拉桿螺栓孔M12mm。管板上管孔排列方式如下圖:圖5.3管版圖2材料選用：由第一章計(jì)算已知冷凝器中最大的壓力P=1.8

55、488Mpa,根據(jù)GB150-2011筒體材料選用Q-235-B。管板選材：10號(hào)鋼3.設(shè)計(jì)壁厚已知材料選用Q-235-B所以0t二113MPa+CpDci2QApc+2.81.8488x5002x113x0.851.8488二6.82mm取名義厚度5二8mm南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)P(yáng)為48C下保護(hù)蒸氣壓，即1.8488Mpa；C鋼板負(fù)偏差+腐蝕裕量=2.8mm；根據(jù)規(guī)定殼體的最小壁厚不得低于6mm,所以取名義厚度6mm5.3.3管板的計(jì)算1管板厚度根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器（5.6.2管板最小厚度）可知應(yīng)用于一般場(chǎng)合的換熱

56、器，其管板厚度60.75dmin0已知換熱管的外徑為19mm，所以616x0.75二12mmmin管板厚度取38mm2管板與管子的連接管子與管板的連接處通常是換熱器容易滲漏的地方，若連接質(zhì)量不好，將直接影響工藝操作的正常進(jìn)行，所以本設(shè)計(jì)管板與換熱管采用脹接連接。換熱管與管板的連接根據(jù)化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)具體結(jié)構(gòu)形式如下：查資料換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)可設(shè)計(jì)出管板兼法蘭結(jié)構(gòu)，如下圖：圖5.5管板HG20593-97,20個(gè)螺栓孔直徑為18mm,螺紋ThM16。4管板與殼體的連接5換熱管與管板拉脫應(yīng)力的計(jì)算根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)式（2-17）caq=tqMPa兀dl0根據(jù)GB151-1999式（33）南華大

57、學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第36頁(yè)共55頁(yè)第36頁(yè)共55頁(yè)=-(p-p-ptst4atp殼程設(shè)計(jì)壓力，MPa；sp管程設(shè)計(jì)壓力，MPa；ta一根換熱管管壁金屬的橫截面積，mm2；d換熱管外徑，mm。0由于設(shè)計(jì)壓力是取的公稱壓力，所以p=2.0MPasp=0.6MPat根據(jù)GB151-2011()取l=27mm；兀兀a=(d2-d2)=(192-152)=47.1mm24014兀x192=-(2.0-0.6)-0.6t4x47.1=-4.87MPa4.87x47.1q=兀x19x27=0.17MPa根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)表2-27：q=4MPaq=0.17MPa50mmnab根

58、據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)拉桿孔采用螺紋連接，其具體結(jié)構(gòu)形式如下圖：圖5.11拉桿螺紋孔l-1.5dmm2n式中l(wèi)螺孔深度：（l=18mm）22d拉桿螺孔的公稱直徑（d=12mm）。nn3.冷凝器支撐板根據(jù)的要求，由于存在折流板，不需要設(shè)置支撐板。4容器法蘭墊片由于本設(shè)備不屬于高壓容器，采用非金屬軟墊片。根據(jù)JB/T4704-2000選取非金屬軟墊片。由GB/T3985-2009,其具體尺寸及結(jié)構(gòu)如下：南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第40頁(yè)共55頁(yè)第40頁(yè)共55頁(yè)-)1圖5.12墊圈d=510mmD=554mm5_3mm5.3.6進(jìn)出口管設(shè)計(jì)1管程進(jìn)出口管設(shè)計(jì)：進(jìn)出口管管

59、內(nèi)流體質(zhì)量流量G=7.15kg/s，流體密度P=999.8kg/m3，進(jìn)口管管內(nèi)流速u=1.84m/s，則_rGN0.785u:16.66V999.8X1.84_106.3mm考慮到市場(chǎng)材料的供應(yīng)、規(guī)格、價(jià)格等因素，蒸發(fā)器的管程進(jìn)口管最好與換熱器管程出口管相同，所以查化工管路手冊(cè)選取管子規(guī)格為e133X4mm。2殼程進(jìn)出管設(shè)計(jì)：殼程進(jìn)口管殼程進(jìn)口流速為1.62m/s則殼程進(jìn)口管：a=0.9569一=0.00048mNp1245x1.62N44D_.-a=x0.00048=0.0326mN兀N3.14選管子規(guī)格：e55X3.5mm。殼程出口管已知R22質(zhì)量流量G=0.9569kg/s，48OC時(shí)

60、飽和氟利昂流體密度P=103.6kg/m3，南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)共55頁(yè)第 頁(yè)共55頁(yè)設(shè)進(jìn)口管管內(nèi)R22流速：u=17m/s出口管流通面積A=0.9569=0.00054m2Pu103.6x17!4瓜D二xA二x0.00054二0.0263mN兀兀在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器的時(shí)候，為了有利蒸氣的及時(shí)排出，所以在筒體上需要裝幾個(gè)出口接管，然后再一起接入氣液分離器接管中。因此設(shè)計(jì)三個(gè)接管，其規(guī)格為e45x2.5mm，原則為三個(gè)管子總面積不得小于壓縮機(jī)接管的面積。3.介質(zhì)返回箱泄放液體管尺寸介質(zhì)返回箱的泄放液體管主要是用來放出殘留在介質(zhì)返回箱中的液體，所以不需要很的口徑，