翅片管面积计算器
强迫风冷散热器计算工具
动力黏度Pa.s μ*10^6
40 1.013 1.128 1005 16.96 0.699 2.76
3.19
19.1
45 1.013 1.110 1005 17.46 0.699 2.80
3.15
19.4
50 1.013 1.093 1005 17.95 0.698 2.83
40 45 1.013 1.128 1005 16.96 0.699
3.19 19.1
风机参数 进出风口空气△t 计算风量 [m3/min.] 计算风量 [CFM] 风机风量 [m3/min.] 风机风量 [CFM] 风机静压 [Inch.H2O] 风机风量q1 [m3/min.]
风机静压P1 [Pa]
10 45.94 1623 46.38 1638 4.02 46.38
0
42 120 1001
31.5
0.773 -27.4 1270.7
0.0
20.23 714 0.337 2.88 717 13.7
层流/紊流选择 需进行规划求解 需输入参数
空气参数 全管长平均温度Tf ℃ 气压100kpa 空气密度ρ kg/m3 比热容J/(kg.k) 运动粘度m2/s ν*10^6 普朗特数Pr 导热系数W/m.℃ λ*10^2
Nf
导热系数W/m.℃ λ de [m] 导热侧面积A1 [m^2] 对流换热面积A2 [m^2] 翅间面积A2 [m^2] 翅片面积A2 [m^2] 通风面积A0 [m^2]
521 300 78 63 15
1 3
131
208 0.0057
0.16
5.11
0.12 4.99 0.02
翅片式换热器的设计及计算
制冷剂系统翅片式换热器设计及计算制冷剂系统的换热器的传热系数可以通过一系列实验关联式计算而得，这是因为在这类换热器中存在气液两相共存的换热过程，所以比较复杂，现在多用实验关联式进行计算。
之前的传热研究多对于之前常用的制冷剂，如R12，R22，R717，R134a等，而对于R404A和R410A的，现在还比较少。
按照传热过程，换热器传热量的计算公式为：Q=KoFΔtm (W)Q—单位传热量，WKo—传热系数，W/（m2.C）F—传热面积，m2Δtm—对数平均温差，CΔtmax—冷热流体间温差最大值，对于蒸发器，是入口空气温度—蒸发温度，对于冷凝器，是冷凝温度—入口空气温度。
Δtmin—冷热流体间温差最小值，对于蒸发器，是出口空气温度—蒸发温度，对于冷凝器，是冷凝温度—出口空气温度。
传热系数K值的计算公式为：K=1/（1/α1+δ/λ+1/α2）但换热器中用的都是圆管，而且现在都会带有肋片（无论是翅片式还是壳管式），换热器表面会有污垢，引入污垢系数，对于蒸发器还有析湿系数，在设计计算时，一般以换热器外表面为基准计算传热，所以对于翅片式蒸发器表述为：Kof--以外表面为计算基准的传热系数，W/（m2.C）αi—管内侧换热系数，W/（m2.C）γi—管内侧污垢系数，m2.C/kWδ，δu—管壁厚度，霜层或水膜厚度，mλ，λu—铜管，霜或水导热率，W/m.Cξ，ξτ—析湿系数，考虑霜或水膜使空气阻力增加系数，0.8-0.9（空调用亲水铝泊时可取1）αof—管外侧换热系数，W/（m2.C）Fof—外表面积，m2Fi—内表面积，m2Fr—铜管外表面积，m2Ff—肋片表面积，m2ηf—肋片效率，公式分析：从收集的数据（见后表）及计算的结果来看，空调工况的光滑铜管内侧换热系数在2000-4000 W/（m2.C）（R22取前段，R134a取后段，实验结果表明，R134a的换热性能比R22高)之间。
因为现在蒸发器多使用内螺纹管，因此还需乘以一个增强因子1.6-1.9。
翅片式蒸发器的设计计算
翅片式蒸发器的设计计算已知条件进口空气干球温度27℃进口空气湿球温度19.5℃R22蒸发温度5℃出口空气干球温度17.5℃出口空气湿球温度14.6℃大气压力101.32Pa 制冷量11600W (1)结构参数直径10mm 紫铜管，正三角形叉排厚度0.7mm翅片厚0.2mm铝平直套片翅片热导率237W/(m*K) 翅片间距 2.2mm垂直流动方向管间距25mm管排数4迎面风速 2.5m/s(2)几何参数管外径10.4mm内径8.6mm沿气流流动方向管间距21.65063509mm沿气流方向套片长度86.60254038mm每米管长翅片外表面面积0.414833829m^2/m每米管长翅片间管子表面面积0.029702331m^2/m每米管长总外表面面积0.44453616m^2/m每米光管长外表面面积0.032672564m^2/m每米管长内表面面积0.027017697m^2/m每米管长平均直径处表面面积0.02984513m^2/m(3)空气侧干表面传热系数空气平均温度22.25℃查此温度下空气物性空气密度 1.1966kg/m^3比定压热容1005J/（kg*K)普朗特数0.7026运动粘度0.00001588m^2/s最窄界面处空气流速4.70890411m/s空气雷诺数3083.917049传热因子0.008516558空气侧干表面传热系数61.02300331W/(m^2*K)(4)空气在蒸发器内的状态变化过程进口空气焓值55.6kJ/kg查焓湿图出口空气焓值40.7kJ/kg 进口空气湿度11.1g/kg出口空气湿度9.2g/kg露点焓值29.5kJ/kg露点温度9℃露点湿度7.13g/kg空气平均比焓47.11184481kJ/kg平均温度21.4℃平均湿度10g/kg析湿系数 1.569370968(5)循环空气量循环空气量2802.684564kg/h空气比体积0.866080411m^3/kg空气体积流量2427.350198m^3/h（6）空气侧当量表面传热系数A25mmB25mmρ' 2.574338543肋片折合高度0.010895963m肋片参数63.56754266m^-1凝露工况下翅片效率0.865785468当量表面传热83.77312878W/(m^2*K)系数(7)管内R22蒸发时表面传热系数饱和液体比定1.198kJ/(kg*K)压热容饱和蒸气比定0.658kJ/(kg*K)压热容饱和液体密度1267.4kg/m^3 饱和蒸气密度25.53kg/m^3 汽化潜热201.16kJ/kg饱和压力583.78kPa表面张力0.0112N/m液体动力粘度0.000256Pa.s 蒸气动力粘度0.00000842Pa.s 液体热导率0.093W/(m*K)蒸气热导率0.0109W/(m*K) 液体普朗特数 3.29蒸气普朗特数0.735进口干度0.16出口干度1热流密度11.8kW/m^2质量流速100kg/(m^2*s)R22总质量流247.138028kg/h量总流通截面积0.000686495m^2每根管子有效5.8088E-05m^2流通截面面积蒸发器分路数11.81817162分路数取整11每一分路R2222.46709346kg/h在管内实际流量每一分路R22107.4379238kg/(m^2*s)在管内实际流速B00.000545988C00.109629036Frl0.085263525雷诺数1515.881956hl140.3211061C1 1.136C2-0.9C3667.2C40.7C50.3Ffl 2.2管内R22蒸发时表面传热系数2533.880021W/(m^2*K)(8)传热温差的初步计算传热温差16.80482565℃不计R22阻力(9)传热系数翅片侧污垢热阻，管壁导热热阻，翅片与管壁接触热阻0.0048m^2*K/W传热系数43.04702256W/(m^2*K)（10）核算假设的热流密度值管外热流密度723.397709W/m^2管内热流密度11902.43719W/m^2偏差0.87%偏差足够小，假设有效（11）蒸发器结构尺寸所需内表面传热面积0.983050847m^2所需外表面传热面积16.03543923m^2所需传热管总长36.07229441m迎风面积0.269705578m^2蒸发器宽980mm蒸发器高275mm实际迎风面积0.2695m^2垂直于气流方向每排管数11换热管实际总长43.12m传热管实际内表面传热面积1.165003087m^2换热面积裕度18.51%传热管长度裕度19.54%接近20%的裕度（12）R22的流动阻力及其对传热温差的影响R22流动阻力9.765407654kPa R22饱和压力583.78kPa 流动损失 1.67%流动损失引起蒸发温度的变化可忽略。
第7章 翅片管
第七章翅片管式换热器翅片管式换热器在动力、化工、石化、空调工程、制冷工程中应用广泛。
如空调工程中使用的表面式空气冷却器、空气加热器、风机盘管、制冷工程中使用的冷风机蒸发器等属于典型的翅片管式换热器。
1.翅片2.蒸发管3.毛细管直接蒸发式空气冷却器理：液态制冷剂经过等长的毛细管均匀送入各路翅片管，吸收外掠翅片管的空气的热量后变为蒸汽，然后回到压缩机。
外掠翅片管的空气再经过适当处理后即可送入空调房间，使空调房间维持一定的温湿度，达到空调的目的。
蒸发器一、基本构造翅片管式换热器由单根或多根翅片管组成。
翅片管由基管（圆管、扁平管、椭圆管）与翅片构成。
翅片可分别加在每根管子上，也可以同时与数根管子相连。
管内、外流体一般布置成叉流流动方式。
扁平管+翅片的形式1.翅片管的分类按结构分类纵向和横向（径向）翅片两大类。
螺旋翅片管典型的翅片管结构形式螺旋翅片管按制造工艺分类翅片管分为整体翅片管、焊接翅片管、高频焊翅片管和机械连接翅片管。
整体翅片由铸造、机械加工或轧制而成，翅片与管子一体，如低压锅炉的省煤器就采用整体铸造的翅片管。
无接触热阻、强度高、耐热震和机械振动，传热、机械及热膨胀性能均较好，但制造成本高，适用于低翅片管（翅化比小于5）。
焊接翅片用钎焊或惰性气体保护焊等工艺制造。
不同材料的翅片与管焊接在一起，翅片管制造简易、具有较好的传热和机械性能，在工业上广为应用。
焊缝中的残渣不利于传热，必须保证焊接质量。
高频焊翅片利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅片接触处产生高温而部分熔化，再通过加压使翅片与管子连成一体。
连接过程中无焊剂、无焊料、制造简单、性能优良，工业应用中最多的一种工艺。
机械连接翅片管有绕片式、镶片式、套片式或串片式等。
绕片式套片式或串片式轧片式二次翻边片按材料分类有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、蒙太尔合金等，有时还可以采用双金属翅片替代贵金属材料。
2.翅片管的基本要求良好的传热性能、耐温性能、耐热冲击能力及耐腐蚀能力，易于清理污垢，压降较低等。
[资料]
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翅片套铜管式换热器换热面积自动计算
直管壁厚t= 竖直间距S2= 列数N2= 铜管内径di=
0.31 19.05 30
mm mm 列
翅片厚度δ = 翅片间距Sf= 换热器长度L
7.32 mm
㎡/m 0.024056094 ㎡/m 0.455922228 ㎡/m ㎡ 冷凝温度Tk= 平均温度tm= 取K= 28 20.50 41.00 冷凝器数量N= 27 15.42 30.84 27 16242 2.01 3.39 9.31 20.6 12.7 50 39 ℃ ℃ tm温度下的 空气密度ρ
33 24.16 48.33
34 24.90 49.79
35 25.63 51.25
自由输入 40 29.29 58.58
31 17.70 35.41 31 18648 2.31 3.89 11.77 26.0 16.1
32 18.28 36.55 32 19249 2.38 4.02 12.42 27.4 17.0
30 17.13 34.27 30 18046 2.23 3.77 11.13 24.6 15.2
迎面风速(m/s) 最窄截面风速Wmax (ρ *Wmax)1.7 非亲水膜15039 1.86 3.14 8.17 18.0 11.2
26 15640 1.94 3.27 8.73 19.3 11.9
33 18.85 37.69 33 19851 2.46 4.14 13.09 28.9 17.9
34 19.42 38.84 34 20453 2.53 4.27 13.77 30.4 18.8
35 19.99 39.98 35 21054 2.61 4.40 14.47 32.0 19.8
40 22.85 45.69 40 24062 2.98 5.02 18.16 40.1 24.8
铜管翅片蒸发器热力计算
2
Rq S1 2
m2
0.094 Rq di
m2
0.094 Rq di
pwm
z
(m1
m2 )
w
vw2 2
pw
pwf pwm 1000
pw
pwf pwm 1000
a
0
1000铜
w
）-1
KS F
1000 Gm c p
60 Gm cp
W cw
60 Gm cp
W cw
1exp[ (1 )]
E' g
1
exp[
(1 )]
Eg
t1 t2 t1 tw1
Eg E'g
Q Gm (h1 h2 )
Q Gm (h1 h2 )
60
W
w
fw
aw
w
1000 w
cw
0.021 w
0.37 w
aw0.43
w
(d i
v
0.8 w
1000) 0.2
E' 1- exp( a a N2 ) 1000 vy q cp
E' 1- exp( a a N2 ) 1000 vy q cp
T t 273.15
ln(
数值
单位
Q
0.000 kW
t2
0.000 ℃
ts2
0.000 ℃
tw2
0.000 ℃
h1
0.000 kJ/kg
h2
0.000 kJ/kg
τ
0.000
(8)肋表面全效率
(9)析湿系数 (10)空气侧换热系数 (11)流体侧换热系数 w(12)总换热系数 K(1s3)换热面积 (14)空气侧压降 p(1a5)流体侧压降 pw
翅片换热器计算
48孔翅片 248 208 0.3 19.6 48 400 2 3 4 19 16 4476 二级
36孔翅片 248 156 0.3 19.6 36 400 2 3 5 19 16 4476 三级
换热管总数 冷侧单程管数 迎风高度mm 气流长度mm 迎风面积m2 单位迎风单元占的面积m2/m 实际迎风单元占的面积m2 最窄流通面积m2 流通系数 单位单元换热面积m2/m 总换热面积m2 材料：铜 导热系数 W/(m.k) 修正系数（P） 修正系数（R） 修正系数（F）
28.09 64.09
28.09 64.09
27.23 63.23
36
28.97 28.97 28.97 0.286986538 0.286986538 0.286986538 1.00664 1.00664 1.006292 2.03050E-05 2.03050E-05 2.02615E-05 2.92460E-02 2.92460E-02 2.91938E-02 冷却水 18.02 18.02 18.02 18.02 0.461376249 0.461376249 0.461376249 0.461376249 1.924069 1.924069 1.9222507 4.174 1.05851E-05 1.05851E-05 1.05509E-05 7.12580E-04 2.21460E-02 2.21460E-02 2.20938E-02 0.6282 993.6 7.71400E-07 4.754 0.005808 0.009855 0.029902318 0.97096587 0.02903413 0.292049791 0.988096452 0.011903548 28.46774847 1.033276753 2.91737E-02 2.01588E-05 1.726033276 0.009855 0.009855 0.030250115 0.970638086 0.029361914 0.292106953 0.987956217 0.012043783 28.46217765 1.033577471 2.91729E-02 2.01570E-05 2.669752465 0.009855 0.009855 0.02402842 0.976535397 0.023464603 0.291078523 0.990459285 0.009540715 28.56273939 1.027784607 2.91359E-02 2.01443E-05 4.136364826