冷风机设计计算例题
风机通用题库(计算题)
通用计算题1、某一风力发电机组，其风轮转速为30r/min ，发电机转速为1500r/min ，试求其中间齿轮箱的传动比为多少？解：已知：n 1=30r/min(设为始端主动轮)，n 2=1500r/min(设为末端从动轮)，齿轮箱齿轮的传动比为5030/1500/12===n n i答：此风力发电机组中间齿轮的传动比为50。
2、测得某风电场一年内不小于10而不大于15m/s 这一风速段内的吹刮频率为15%，求这一风速段内的年吹刮时数是多少？答：某一风速区段内的年吹时数=某一风速段内吹刮频率×年小时数=15%×8760=1314（h ）答：这一风速段的吹刮时数为1314h 。
3、已知某风力发电风轮直径D 为60m ，试求该风轮的扫掠面积（计算结果保留到整数）？解：已知风轮直径D=60m ，则扫掠面积为22228264360014.3)2(m D d S =⨯===ππ 答：风轮扫掠面积为2826m 2。
4、某风电场测得年平均风速不大于4m/s 的风速频率为20%，而不小于25m/s 风速的频率为5%，求年平均风速在4～25m/s 区间内的有效风时率是多少？ 解：4～25m/s 区间内的有效风时数=（1-20%-5%）×8760=6570(h) 有效风时率为%75%10087606570%100=⨯=⨯=年日历小时数有效风时速η 答：该风场4～25m/s 区间有效风时率为75%。
5、已知某一风力发电机制动卡钳弹簧被压缩到位时的作用力是20000N ，液压缸端面积是1200mm 2，试求液压系统压力至少达到多少数值时才能保证弹簧被压缩（1N/mm 2=10bar ）？解：作用在卡钳的压强P 1=F/S=20000÷1200=16.7（1N/mm 2）=167（bar ）根据帕斯卡原理，液压系统压力P 2至少也应达到167 bar 的强压值。
答：该液压系统压力达到167 bar 时才能保证弹簧被压缩。
风机通用题库(计算题)
通用计算题1、某一风力发电机组，其风轮转速为30r/min ，发电机转速为1500r/min ，试求其中间齿轮箱的传动比为多少？解：已知：n 1=30r/min(设为始端主动轮)，n 2=1500r/min(设为末端从动轮)，齿轮箱齿轮的传动比为5030/1500/12===n n i答：此风力发电机组中间齿轮的传动比为50。
2、测得某风电场一年内不小于10而不大于15m/s 这一风速段内的吹刮频率为15%，求这一风速段内的年吹刮时数是多少？答：某一风速区段内的年吹时数=某一风速段内吹刮频率×年小时数=15%×8760=1314（h ）答：这一风速段的吹刮时数为1314h 。
3、已知某风力发电风轮直径D 为60m ，试求该风轮的扫掠面积（计算结果保留到整数）？解：已知风轮直径D=60m ，则扫掠面积为22228264360014.3)2(m D d S =⨯===ππ 答：风轮扫掠面积为2826m 2。
4、某风电场测得年平均风速不大于4m/s 的风速频率为20%，而不小于25m/s 风速的频率为5%，求年平均风速在4～25m/s 区间内的有效风时率是多少？ 解：4～25m/s 区间内的有效风时数=（1-20%-5%）×8760=6570(h) 有效风时率为%75%10087606570%100=⨯=⨯=年日历小时数有效风时速η 答：该风场4～25m/s 区间有效风时率为75%。
5、已知某一风力发电机制动卡钳弹簧被压缩到位时的作用力是20000N ，液压缸端面积是1200mm 2，试求液压系统压力至少达到多少数值时才能保证弹簧被压缩（1N/mm 2=10bar ）？解：作用在卡钳的压强P 1=F/S=20000÷1200=16.7（1N/mm 2）=167（bar ）根据帕斯卡原理，液压系统压力P 2至少也应达到167 bar 的强压值。
答：该液压系统压力达到167 bar 时才能保证弹簧被压缩。
3-40_泵与风机计算题
第一章计算题1-1．已知某离心风机的转速n=1450r/min，叶轮外径D2=600mm，内径D1=480mm，叶片进口安装角β1y∞=60°，出口安装角β2y∞=120°，叶片出口径向分速υ2r∞=19m/s，叶片进口相对速度w2r∞=25m/s，设流体沿叶片的型线运动，空气密度ρ=1.2kg/m3，求该风机叶轮产生的理论全压p T∞。
1-2．某前弯离心风机，叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角β2y∞=120°，叶片出口处空气的相对速度w2r∞=20m/s，设空气以径向进入叶轮，空气的密度ρ=1.293kg/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压p T∞。
如叶轮尺寸、转速、空气密度及出口相对速度均相同，且空气仍径向流入叶轮，但叶片型式改为后弯β2y∞=60°，问这时的理论全压将如何变化？1-3．已知离心式水泵叶轮的直径D2=400mm，叶轮出口宽度b2=50mm，叶片厚度占出口面积的8%，流动角β2=20°，当转速n=2135r/min时，理论流量q V T=240L/s，求作叶轮出口速度三角形。
1-4．某轴流风机转速为1450r/min时，理论全压p T=866Pa（p T=ρuυ2u），在叶轮半径r2=380mm处，空气以33.5m/s的速度沿轴向流入叶轮，若空气密度ρ=1.2㎏/m3，求该处的几何平均相对速度w∞。
1-5．已知某离心泵工作叶轮直径D2=0.335m，圆周速度u2=52.3m/s，水流径向流入，出口速度的径向分速为υ2r∞=4.7m/s，叶片出口安装角β2y∞=30°，若泵的叶轮流量为5.33 m3/min，设为理想流体并忽略一切摩擦力，试求泵轴上的转矩。
1-6．某前向式离心风机、叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角β2y=120°，叶片出口处空气的相对速度w2∞=20m/s。
冷风机设计计算(乙二醇)
肋片管参数及管内外表面积
0.0007463 m^2
222.22222
0.332 m^2/m
0.0381 m^2/m
0.370 m^2
9.066 m^2
8.132 m^2 0.935 m^2
0.90 m^2
外表面积与内表面 积之比
肋片高度 c n 雷诺数 放热系数
10.1
空气侧放热系数 9.525 mm 0.205 0.65 4157.18
回风干球温度 回风相对湿度 送风干球温度 送风相对湿度 工作温度 大气压 制冷量 乙二醇进口温度 乙二醇出口温度 乙二醇比热 乙二醇循环量
回风T
送风T
回风温度下水蒸气 饱和压力 送风温度下水蒸气 饱和压力 回风含湿量 送风含湿量 回风焓值 送风焓值 回风温度下空气密 度 送风温度下空气密 度 回风动力粘度
611.3203543 Pa
490.3404937 Pa
3.21 g/kg 2.88 g/kg 8.02 kJ/kg 4.16 kJ/kg 1.29 kg/m^3
1.30 kg/m^3
0.000017268 Pa*s
1.7135E-05 Pa*s
1.33879E-05 m^2/s
1.31363E-05 m^2/s
3 10 31.75 mm
0.573333333
4.3 m/s 0.149 m^2 0.259 m^2
0.3175 m
0.082 m
0.817 m
24.52 m 2.47 m/s
六角形肋片单侧表 面积
每米管子上肋片数
每米管长肋片表面 积 每米管长铜管表面 积 每米管长总外表面 积
总外表面面积
肋片表面积 铜管总外表面积
蒸发器安装技术—蒸发器的选择计算
L=F/0.119=130.2/0.119=1094(m)
4．计算管子重量 G=L×g=1094×1.94=2122(kg)=2.122(t)
蒸发器的选择计算
二、冷风机和排管的选择计算
（二）排管的选择计算——例题
5．顶排管设计
若冷库的进深为20m，则顶排管设计长度为19 m，管距180 mm，每根U形 管长度为38.1 m，U形管间距150 mm。U形管根数为1094/38.1=28.7根， 取29根U形管。顶排管宽度为28×150=4200mm。
(1)确定传热温差，根据表6—13可得传热温差△t=10℃ (2)据to=-18℃，从表6—11中查得 K’=6.98(W／m2·℃)
二、冷风机和排管的选择计算
（二）排管的选择计算——例题
(3)据已知条件从表6—12中查出：
C1=1，因为S／D=150／38=4
C2=1
蒸发器的选择与安装
C3=1.1(氨泵供液)
（二）排管的选择计算
各种形式排管换算系数表
排管形式
Cl S/D=4 S/D=2
C2
C3 非氨泵供液 氨泵强制供液
光滑U形顶排管
1.0 1.0000 (0.038/D)0.18
1.0
1.0
单层光滑蛇形顶排管 1.0 0.9750 (0.038/D)0.18
1.0
1.1
双层光滑蛇形顶排管 1.0 1.0000 (0.038/D)0.18
qv Qq =1.0×39000=39000 m3／h
根据冻结间所需冷却面积与风量，结合冷风机横向布置要求，可选用KLJ200 型冷风机二台(每台换热面积200m2，风量19980m3／h)。
二、冷风机和排管的选择计算
制冷干式风盘新风空调选型计算实例
干式风机盘管+新风空调系统设计选型步骤1. 确定夏季室内、外空气的状态参数（t N、φN、i N、t W、t WS、i W）；2. 分别计算各个房间的室内显热负荷（Q x）和湿负荷（W）并汇总；3. 根据室内外空气状态之间的关系（i N、i W、d N、d W），依据设计选用原则确定新风机组和风机盘管分别负担的显热负荷，在某可按照各承担50%的水平选取。
4.风机盘管干工况运行，则新风系统必须承担室内产生的全部湿（潜热）负荷；在新风除湿的同时，应使新风冷量最大化，并尽可能多地承担室内的显热负荷。
5. 选取新风机组的送风温差，可得新风送风温度t O，依据显热负荷承担比例算出新风需要承担的显热负荷，根据G O＝可计算出新风的送风量。
0.337：空气比热（1010J/kg .℃）和标准状态下密度（1.2kg/ m3 ）的乘积，再除以3600s/h的换算系数。
6．根据公式，计算按照消除室内余湿，新风机器露点对应的含湿量d L，校核新风量是否满足除湿和人体卫生要求。
7．已知新风送风温度t O和送风含湿量d O，可得新风送风点的其它状态参数。
沿新风送风状态点等焓线向上及新风室外状态点等含湿量线相交，即为新风间接蒸发制冷段出风状态点。
8．根据不同地区、不同的室内设计参数、不同建筑物和室内条件，选取和校核间接蒸发制冷段效率和直接蒸发制冷段效率及其组合是否满足新风出风状态的要求。
9．统计各个房间所需的新风量，根据所需的新风总量选取新风机组及功能段。
10．按风机盘管承担的显热负荷比例，计算得出风机盘管需要承担的显热负荷数值，参照样本中风机盘管干工况供冷量数据表，选择风机盘管型号和数量。
11．统计风机盘管的数量，汇总风机盘管的总供冷量及水流量，选取相应的间接蒸发冷水机组。
某文体中心干式风机盘管+新风空调系统设计选型实例已知：某市办公楼建筑面积2700平方米，办公室结构尺寸统一为9米×6.3米，共45间。
给定夏季空调室内设计参数，室内干球温度t N = 26℃,相对湿度φN =60%。
7.3冷风机选型计算
《制冷工艺设计》
13
《制冷工艺设计》
14
《制冷工艺设计》
15
《制冷工艺设计》
16
搁架排管的宽度，当为单面走道时，可分 800 ～
1000mm ，双面走道时，可为 1500 ～ 2000mm 。搁
架排管的层数宜为偶数，以使进液和回气集管位
于排管的同一侧，便于安装和操作。搁架排管基
本结构如图7-9所示，搁架排管冻结间的布置见图
《制冷工艺设计》
9
【 例 7-2】p136 某 冷 冻 间 冷 却 设 备 负 荷 Qq ＝ 39000W, 冷风机横向布置，试计算冷风机冷却面 积和风量并选择冷风机。 【解】1．计算冷风机冷却面积 (1)确定计算数值 查表5-10 p98取K=11.6W/m2· ℃； 查表5-12确定温度差Δt=10℃；
7-10。
《制冷工艺设计》
17
《制冷工艺设计》
18
《制冷工艺设计》
19
《制冷工艺设计》
20
7.4.2 搁架排管的设计计算p137
设计要求——一是要有足够的冷却面积；二是满足一次入
货量的货物托架需要，但以满足托架面积要求为主。 1.货物托架设计 （1） 货架有效面积的计算A A=[(G/g)*Af]/n (m2) (7-9)
制冷工艺设计
7.3
山东商业职业技术学院
《制冷工艺设计》
1
7.3 冷风机选型计算p135
7.3.1冷风机的结构形式 冷风机是强制空气循环的冷却设备，按其安装位置可分为
落地式与吊顶式两大类。
落地式冷风机按出风方式分为上出风、上侧出风与下侧出
风三种型式。按其适用范围又分三种型号，共十几种规格。
KLD型适用于冻结物冷藏间，KLL型适用于冷却物冷藏间， KLJ型适用于冻结间。这三种型号冷风机的结构基本相同， 只是在全风压与空气循环量上有所差别见图7-8。 《制冷工艺设计》
冷库冷风机及冷库机组匹配计算
冷库冷风机及冷库机组匹配计算冷藏库匹配一、选配冷风机,每立方米按W0=75W/m3;计算1、若V(冷库容积)＜30 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.22、若30m3;≤V＜100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.13、若V≥100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.0 4 若为单个冷藏库时，则乘系数B=1.1 。
最终冷风机选配按W=A*B*W0(W为冷风机热负荷)二、选配机组,每立方米按Q0=65W/ m3;计算1、若V(冷库容积)＜30 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.22、若30 m3;≤V＜100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.13、若V≥100 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.04、若为单个冷藏库时，则乘系数B=1.1 最终机组选配按Q=A*B*Q0(Q为机组制冷能力) ，机组及冷风机匹配按-10oC蒸发温度计算。
冷冻库匹配一、选配冷风机,每立方米按W0=70W/ m3;计算1 、若V(冷库容积)＜30 m3;，开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.22、若30 m3;≤V＜100 m3;开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.1 3 若V≥100 m33、开门次数较频繁的冷库,如鲜肉库,则乘系数A=1.04 、若为单个冷冻库时，则乘系数B=1.1 最终冷风机选配按W=A*B*W0(W为冷风机热负荷)二、当冷库与低温柜共用机组时，机组及冷风机匹配按-35oC蒸发温度计算。
当冷库与低温柜分开时，机组及冷风机匹配按-30oC蒸发温度计算加工间负荷匹配。
1、选配冷风机,每立方米按W0=110W/ m3;计算 1、若V(加工间容积)＜50 m3;,则乘系数A=1.12、若V≥50 m3;则乘系数A=1.0 最终冷风机选配按W=A*W0(W为冷风机热负荷)。
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误差足够小，送风温度 仍为-25
m
最窄流通面积与迎 风面积之比 最窄截面处流速 最窄截面面积 迎风面积 高度 厚度 每根管子长度 总长度 迎面风速
0.63 4.5 0.191358025 0.303742896 0.364 0.169740979 0.834458506 75.93572408 2.835 m/s m^2 m^2 m m m m m/s 3-6m/s
肋片管参数及管内外表面积 六角形肋片单侧表 面积 每米管子上肋片数 每米管长肋片表面 积 每米管长铜管表面 积 每米管长总外表面 积 总外表面面积 肋片表面积 铜管总外表面积 铜管内径 总内表面面积 外表面积与内表面 积之比 0.000600424 m^2 100 0.12008482 m^2/m 0.030787608 m^2/m 0.150872428 m^2 11.45660707 9.118727762 2.337879307 8 m^2 m^2 m^2 mm m^2
一个融霜周期的结 霜量 冰的比热 冰的融解热 霜融化成水所需热 量 融霜时间 融霜管功率
4.544480093 kg 2.15 kJ/(kg*℃) 334 kJ/kg 1742.580892 kJ 10 min 2.904301486 kW 取整,融霜管功率为3kW
44.360729
1851.338746
W/(m^2*℃)
1.4389587
0.326287474 临界质量流速核算 充足的裕量
e A1 A2
10.1 0.277103315 0.123233853
R22
临界质量流速
28.65881338 kg/(m^2*s) 融霜管功率
＜39.86,故管内沸腾放 热系数计算正确
肋效率 ρ ρ' ζ 半径 肋片参数 肋片效率 2.8 2.9764 2.487150145 0.005 77.52785422 0.746107674 传热系数 对数平均温差 管内表面污垢系数 霜的热导率 修正系数 传热系数 管内热流密度 所需管内表面积 内表面面积误差 6.952118994 ℃ 0.00009 m^2*℃/W 1.2 W/(m*℃) 0.88
1.9084729
6.003023175
空气侧放热系数 肋片高度 c n 雷诺数 放热系数 9 mm 0.205 0.65 3987.240829 六角形肋片
112.992 W/(m^2*℃)
管内沸腾放热 39.86768168 kg/(m^2*s) 86.48 -40.8 ℃ 1.042177749 0.277103315
已知条件 蒸发温度 回风温度 回风相对湿度 送风温度 送风相对湿度 大气压 制冷量 制冷剂循环量 -31 -23 90% -25 95% 101320 2.664 50.5 ℃ ℃ ℃ Pa kW kg 温差取8℃
冷空气参数 回风温度下水蒸气 饱和压力 送风温度下水蒸气 饱和压力 回风含湿量 送风含湿量 回风焓值 送风焓值 空气平均温度 空气比容 空气运动粘度 空气导热率 平均含湿量 平均定压比热容 79.22 Pa 63.24 Pa 0.438004193 0.369035599 -22.15352586 -24.34438664 -24 0.7057 0.000011286 0.0248 0.403519896 1.005660312 g/kg g/kg kJ/kg kJ/kg ℃ m^3/kg m^2/s W/(m*℃) g/kg kJ/(kg*℃)
风机选择 风量 67 3100 2.183208155 -24.33673401 -0.03% 蒸发器结构初步规则 铜管直径 铜管厚度 管壁导热率 翅片间距 翅片厚度 管排数 每排管数 管间距 10 1 203.5 10 0.2 7 13 28 mm 正三角形排列 mm W/（m^2*℃) mm mm m^3/h m^3/h kJ/kg kJ/kg 两台1550的轴流风机
质量流速 R22分子量 标准沸点 c A1
放热系数
655.09946
W/(m^2*℃)
假定质量流速＞临界流 速
析湿系数 壁面温度 饱和湿蒸汽在壁面 温度时的含湿量 0℃水蒸气转变成 霜放出的潜热 霜的比热容 水蒸气定压比热容 析湿系数 -31 ℃ 0.2 g/kg 2835 kJ/kg 2.05 kJ/(kg*℃) 1.86 kJ/(kg*℃) 1.082508329 霜层参数 霜层表面温度 除霜周期 霜密度 析湿量 霜厚度 -31 15 142.1454246 8.4157E-05 1.11623412 ℃ h kg/m^3 kg/s mm 等于蒸发温度 约等于蒸发温度