翅片式冷凝器计算表
翅片管式冷凝器计算
翅片管式冷凝器计算翅片管式冷凝器是一种常见的热交换设备，常用于空调系统、工业冷却等领域。
它由内管、外管和连接翅片组成，通过流体相互传热来实现冷凝过程。
在设计和计算翅片管式冷凝器时，需要考虑到热传导、换热面积、传热系数等因素。
下面将介绍翅片管式冷凝器的计算方法。
1.确定冷凝器的工作参数：在进行翅片管式冷凝器计算前，首先需要明确工作参数，包括冷却介质的流量、进口温度、出口温度，以及冷却介质的性质，如密度、比热容、粘度等。
2.选择合适的翅片管：根据冷凝器的工作参数和设计需求，选择合适的翅片管。
一般翅片管可以分为平面翅片管和螺旋翅片管两种类型。
3.计算翅片管的换热面积：翅片管的换热面积是冷凝器设计的重要参数，它与热传导、流体流量和传热系数等因素有关。
翅片管的换热面积可以通过以下公式计算：A = N * pi * De * (L - Dp)其中，A为换热面积，N为管子的根数，pi为圆周率，De为外管直径，L为管子的有效长度，Dp为管子对外径。
4.计算翅片管的传热系数：翅片管的传热系数是指翅片管内外流体之间的热传导能力，它是冷凝器设计的关键参数之一、翅片管的传热系数可以通过以下公式计算：1/U = 1/ho + Σ(1/hi)其中，U为总传热系数，ho为外部对流传热系数，hi为内部对流传热系数。
5.确定冷却介质的热负荷：根据冷却介质的流量、进口温度和出口温度，计算冷却介质的热负荷。
热负荷可以通过以下公式计算：Q = m * Cp * (Tin - Tout)其中，Q为热负荷，m为冷却介质的流量，Cp为冷却介质的比热容，Tin为进口温度，Tout为出口温度。
6.计算实际换热面积：根据冷却介质的热负荷和传热系数，计算实际换热面积。
实际换热面积可以通过以下公式计算：Aa = Q / U / (Tin - Tout)其中，Aa为实际换热面积。
7.根据实际换热面积选择合适的翅片管：根据实际换热面积和已选的翅片管，检查实际换热面积是否符合要求，如果不符合要求，需要重新选择合适的翅片管。
翅片式冷凝器、蒸发器 标准
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━翅片式冷凝器、蒸发器/丝管式冷凝器技术、检验标准2006-9 发布2006-9 实施━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━翅片式冷凝器、蒸发器━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━1. 范围本标准规定了冰箱、冷柜等家用电器用翅片冷凝器、翅片蒸发器（以下简称冷凝器、蒸发器）产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等本标准适用于我厂生产的冰箱、冷柜用两器产品。
2. 引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括堪误的内容）或修订版不适用于本标准，然后，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB/T 3880 铝及铝合金轧制板材QB/HZ11-03 连续热镀锌钢板和钢带验收标准QB/HZ11-06 不锈钢板验收技术要求QB/HZ11-04 拉制紫铜管QB/HZ11-02 蒸发器、冷凝器翅片用普通铝箔3. 产品型号及表示方法L C ─□□□□主机厂冰箱、冷柜产器型号。
名称代号：若为蒸发器则将L改为Z，其中L表示冷凝器、Z表示蒸发器、C表示翅片式。
4. 技术要求4.1 冷凝器、蒸发器应符合本标准规定，并按规定程序批准的图样和技术文件进行制造，其余事宜按双方技术协议确定。
4.2 外观要求4.2.1 翅片应整齐、平直、间距均匀，不许有裂纹、松动。
4.2.2 翅片卷边数量不得超过3片。
4.2.3 冷凝器、蒸发器传热管弯曲部位无明显皱折，弯曲变化应圆滑，扁平率大于85%。
注：扁平率=（最小直径/公称直径）×100%4.2.4 冷凝器、蒸发器翅片孔翻边应无明显开裂。
翅片式换热器计算
3.25 m/s 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925 m^3/s 3670.173 m^3/h 17.10596081
换热量的计算 风侧换热量
求解tw 47.7
66.53893573 248.5431069 10.78591376 239.4472855
1948.854032
内螺纹修正系数
固定参数 固定参数 固定参数
总的换热量
假定
222.6884456 2.038985
风侧换热量
cp(kJ/(kg*K)) 1.005 1.005
λ×102(W/(m*K)) 2.67 2.76
设计基本参数 冷凝温度
盘管基本参数 管排数 每排管的管数量 每英寸的翅片数量 每根铜管的长度
换热器结构计算 传热管直径do 传热管壁厚δ 流动方向管间距s1 排间距s2 片厚δ 翅片间距Sf 翅片根部外沿直径db 每米翅片侧外表面积af 每米翅片间基管外表面积ab 每米翅片侧总表面积aof 铜管内径di 每米长管内面积ai 每米长管外面积ao 每米管平均直径处的表面积 肋化系数τ 肋通系数α 迎风风速w 净面比ε 最窄截面风速Wmax 空气侧表面传热系数 沿气流方向翅片长度b 当量直径de 雷诺系数Re b/de A c n m α0
C m ψ n λ α0
50 ℃
9 rows 19 条 13 FIN 0.65 m
0.009525 m 0.00035 m 0.0254 m 0.02200 m 0.000115 m 0.00195 m 0.009755 m 0.495457975 m^2 0.02882783 m^2 0.524285806 m^2 0.008825 m 0.027724555 m^2 0.0306307 m^2 0.0291706 18.91052215 20.64117345
风冷翅片式换热器计算
K=
33.00000
输入
最高冷凝温度℃
tkmax=
65.00000
二、冷凝器热力计算求解
冷凝器热负荷KW
Qk=
184.20000
风冷冷凝器传热面积m2
F=
666.86859
冷凝风量kg/s
Gk=
19.29301
冷凝风量m3/h
Gk=
83345.79733
三、风冷冷凝器基本尺寸参数
换热器器水平管间距m
A=
0.02170
换热器垂直管间距m
B=
0.02500
换热管管径m
D=
0.01000
换热管内径m
D1=
0.00900
片 单距 根换m 热管空气侧换热面积
d=
m2/m
Fd=
0.00200 0.51860
输入
单根换热管氟侧换热面积m2/m
Fn=
0.02826
单根换热管氟侧通流面积m2
Fds=
0.00006
风冷冷凝器换热参数计算
一、冷凝热计算输入参数
压缩机型号
输入
制冷量KW
Qo=
139.50000
输入
压缩机输入功率KW
Ni=
44.70000
输入
压缩机排气量kg/h
Gk=
输入
冷凝温度℃
tk=
49.00000
蒸发温度℃
to=
3.50000
过热度℃
tr=
3.50000
过冷度℃
tg=
5.00000
室外环境干球温度℃
换热管肋化系数
τ=
18.35103
二、换热器物理参数计算
冷凝器计算
冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。
因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。
冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。
由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。
空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。
自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。
下面仅讨论强制对流式冷凝器。
二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。
其结构组成主要为——U形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。
一、空气流量环境温度Tair=35，35℃进出口温差ΔT=10℃，空气进口温度Ti=35℃，空气出口温度T0=45℃，冷凝器中的平均温度Tm=40℃；空气的密度ρm=1.092Kg/m3；空气的定压比热Cp=1.01E+03J/（KgK）；冷凝器的热负荷Qk=77000W；空气的体积流量Vair=6.96E+00m3/S二、结构初步规划选定迎面风速Wf=2.5m/s沿气流方向的排数nl=3冷凝器采用正三角*排翅片厚度δf=0.190.19mm 翅片节距Sf=1.8；1.8mm翅片管的纵向距离S1=25mm；翅片管的横向距离S2=21.65mm；翅片管的基管直径Db=9.9mm；单位管长翅片面积Ff=0.515902389m2；单位管长翅片间基管面积Fb=0.0278047m2；单位管长翅片管的总面积F0=0.543707089m2；翅片管的中性面的直径Dm=9.1mm；单位管长内螺纹管的中性面表面积Fm=0.028574m2；翅片管的的内径Di=8.68mm；内螺纹管的内表面积Fi=0.0272552m2；翅化系数β=F0/Fi19.94874699 ；最小截面与迎面截面面积之比0.540244444；最小截面的风速Wmax=4.627534861m/s；冷凝器的当量直径Deq=2.909754638mm由冷凝器的平均温度Tm，查空气的物性参数动力粘度νf=1.75E-05m2/s导热系数λf=0.0264W/（Mk）密度ρf=1.0955m3/K g故雷偌数Ref=7.69E+02长径比L/Deq=22.32146971 对于平套片管空气的换热系数A=0.518-0.02315*L/Deq+0.000425*（L/Deq）^2-3E-6*(L/Deq)^3 A=0.179648497C=A*（1.36-0.24*Ref/1000）2.09E-01n=0.45+0.0066*L/Deq0.5973217m=-0.28+0.08*Ref/1000-2.18E-01 对于*排换热系数比顺排高10%则α0=1.1*0.02643*C*Refn/Deq*（L/Deq）^m5.62E+01W/(M2k) 对于*排管簇L=S125mmB=S221.65mmρ=B/Db2.186868687ρ'=1.27*ρ*(L/B-0.)^0.52.56768664h'=Db*(ρ'-1)*(1+0.35*lnρ')/20 .010321268m=(2α0/(λf*δf))^0.553.99064795故翅片的效率ηf=th（mh’）/mh0.907911856表面效率ηs=1-Ff/F0（1-ηf）0.912621162 计算管内的换热系数αi假设壁温Tw=50.5℃液膜平均温度Tm=52.25温度rs1/4Bm4020.19271.655019.81166.84Tm19.7252865.75775 管内换热系数αi=0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4 忽略铜管管壁和接触热阻,由管内外热平衡:αi*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)Tw'=4.97E+01℃Δ=|Tw'-Tw|/Tw8.19E-01取壁温Tw=5.05E+01℃则αi=2.12E+03W/(M2k)5计算传热系数及传热面积取污垢系数ri=0,r0-0.0086(M2k)/W 计算传热系数K0=1/((1/αi+ri)*f0/fi+δ/λ*f0/fm+1/(ηs*α0))3.46E+01传热温差Θm=(ta2-ta1)/ln((tk-ta1)/(tk-ta2))13.38303969℃所需传热面积F=Qk/（K0*Θm）1.66E+02m2翅片管的总长L=F/f03.06E+02m 确定冷凝器的结构尺寸,选取垂直方向的排数,沿气流方向的排数NL N=40则宽A=L/(N*NL*2)1.27E+00m取A=1.4m则传热面积A'=12.2103296m2则实际风速Wf=2.49E+00m/s 计算空气侧阻力气流流过横向整套片的阻力损失由于*排比顺排阻力要大20%Δpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.746.89073292Pa风机的全压P=50.31417042Pa选两台CFE710-6T_-C10-S 风量大概15000*2重新计算压力13150m3/h迎面风速Wf=2.609127m/s迎面风速Wmax=4.82953m/sΔpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.77.06E+01Pa蒸发器的校核计算热负荷Q0=54000W制冷剂流量g=354g/s内表面的热流量qi=4422.485041W/m2取质量流速g=150kg/(m2s)总流通面积A=0.00236m2每根管的有效流通面积Ai=5.91438E-05m2蒸发器的分路数Z=39.90275631取Z'=40每一分路R22流量Gd=0.00885kg/s查的B值B=1.38则αi=B*Gd^0.2*qi^0.6/di^0.61424.149983 2、确定空气在蒸发器的状态变化由进口的空气参数t1=7℃，ts1=6℃，查焓湿图得I1=20.56KJ/kgd1=5.368g/kg干空气的密度ρρ=1.2Kg/m3空气的定压比热容Cp=1.005KJ/（kg℃）水蒸气的定压比热容Cp=4.19KJ/（kg℃）出口的干球温度t2由能量守衡Q0=Cp*ρ*V*（t2-t1）t2=0.870949℃假设出口的干球温度为t2‘=2℃由能量守衡Q0=ρ*V*（I1-I2）I2=14.4003KJ/KgI=Cpg*t+（2500+Cpq*t）*dd=0.00494Kgts2=2.81℃Tw=1.75℃,Iw=12.47KJ/Kg,dw=4.274g/kgTw=1.75℃Iw=12.47KJ/kgdw=4.274g/kg干在蒸发器中空气的平均焓值Im=Iw+（I1-I2）/Ln（（I1-Iw）/（I2-Iw））Im=16.76861KJ/kg由Tm可得Tm=4.6℃dm=4.833g/kg求析湿系ξ=1+2.46*（dm-dw）/（tm-tw）ξ=1.482505空气的气体常数Ra=287.4T！=280K进口状态的比容ν1=Ra*T1*（1+0.0016d1）/Pbν1=0.801058m3/kg故空气的体积流量空气侧的换热系数空气的迎面风速Wf=Wf=2.609127m/s则空气侧的换热系数α0=57.8W/(M2k)凝露工况下的翅片效率m=（2*α0*ξ/（λf*δf））^0.5m=47.78611则ηf=ηf=0.926096故凝露工况下的换热系数αj=αj=79.67994W/(M2k)设翅片侧热阻以及翅片与管壁热阻之和4.80E-03m2k/WK0=1/（f0/fi/αi+r+1/αj）3.19E+01传热温差Θm=（t1-t2）/ln（（t1-t0）/（t2-t0））6.80519则传热量Q=K0*Θm*F3.61E+04哪有这么麻烦，最简单12平米/hp设计冷凝器，风量10度温差，蒸发器肯定够。
翅片式换热器计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ凝器进出口空气参数 Q0 系数φ0 Qk 室外干球温度ta1 进出口温差 出风温度ta2
空气平均温度
对数平均温差θm 比热容Cpa 运动粘度ν 热导率 密度ρ 冷凝器外表面效率 铝翅片热导率 肋片当量高度h 翅片特性参数m 翅片效率ηf 冷凝器外表面效率ηo 管内换热系数 物性集合系数B 传热系数 总传热系数 r0 rb 铜管导热率 第一系数 第二系数 第三系数 Ko 传热面积Aof 换热量
0.31369 m^2 197.9734073
3.25 m/s 1.1465 5.606430964 6.4277731 23.64301807 0.003290895 153.6100197 1.0194925 m^3/s 3670.173 m^3/h 17.10596081
换热量的计算 风侧换热量
a*106(m2/s) 22.9 24.3
μ*106(kg/(m*s)) 18.6 19.1
ν*106(m2/s) 16
16.96
Pr
0.701 0.699
计算风速 迎风面积 翅片宽度b 假定风速 35度时空气密度ρa 最窄截面风速Wmax ρa*Wmax (ρa*Wmax)1.7 最窄截面当量直径 静压 单片盘管单元的风量 风机风量 校核气温差
15 1.318 19.77
35 ℃ 19 ℃ 16 ℃ 25.5 ℃ -23.22 ℃ 1.005 0.000015568 0.026295 1.1465
3.25 m/s 0.579691433 5.606430964 m/s
0.197973407 m 0.003290895 m 1185.134493 60.15792878 0.010278544 1.075567722 0.84704233 -0.185189241 16.60481175 21.91835151
翅片管式热交换器的ε-NTU法换热量计算公式以及在空调机开发中的应用
代 汁 ＂ ：
． ｛ Ｋ ·△ ，
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去 ＋ ＋ ｔ＋ １ ｍ０＋ 鲁 ｔ
７７
Ａｒｔｉｃｌｅｓ
论文
为了吏简单地表 示，人们引入传 热单元数ＮＴＵ这个无
（５）
量 纲 量。 Ⅳ７＇ 。 ／（Ｇ ·Ｃｐａ）
（９）
根据计算式 （１）、（２）、（３）的中的任何一个计算式 ，
一 ）
（２）
（３）迥ｊ＝＝Ｊ： 的热迎过 （ 自 韬 ９Ｉ、ｆ ｇ｛！ｂｌ 攮 ｉ：）
” 咎 ， ＝（）．０９５ｍｍ、 ¨”７１｛ｒ） ＝１．５ｒａｍ、Ｎ ” ”数 ５６５：
翘 ＂翻 “ （ ＝（ ·ｄ ＋ ·Ｉ，＝１０ １８６ｍｎｌ： 翘 ” ，Ｊ，＝Ⅳ，Ｓｓ＝５０８ｎｌ ｌｌｌ：
ＮＴＵ的物理 意义为流体总热导和流体热容量 之比。将
均可 以进行热交换器的热交换量计算。根据能量守恒 定律， 式 （９）代入式 （８），得到：
在稳 定时，该三个计算 式得 到的Ｑ、Ｑ 是相等的。因此 ，如
ｓ ＝ｌ—ｅｘｐ［－ＮＴＵ】
（１Ｏ）
果入口制冷剂状态 、 ，入 Ｉ ＳＩ空气温度 ，以及制冷剂流
Ａｒｔｉｃｌｅｓ
论 文
翅 片 管 式 热 交 换 器 的 ￡一ＮＴＵ法 换 热 量 计算 公 式 以及 在 空 调 机 开发 中 的 应 用
Ｃ ａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍ ｕｌａｓ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｆｉｎ·ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｂｙ ￣；－ＮＴＵ ｍ ｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ
（１）圳冷剂侧换热 １｝ｉ，Ｊ’以Ｉ｛ｌ Ｆ￣－Ｇ５ｆ ：
翅片式冷凝器计算表
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3 空气流量Va Qc/[ρ a*Cpa*(Tao-Tai)] m /h 迎气流方向排数Nd 可优化变量 排 m 沿气流方向翅片长度b S2*Nd m/s 设迎面风速ω a 可优化变量 最窄面风速ω max m/s ω a/ε ω max*deg*/νa 雷诺数Rea 无量纲 b/deg 系数X 无量纲 2 3 系数Ψ 无量纲 0.518-0.02315*X+0.000425X -3E-6X 系数C 无量纲 0.45+0.0066X 系数n 无量纲 -0.28+0.08Rea/1000 系数m 无量纲 n m 2 外表面换热系数α a 1.1*1.2*1.1*Cλ a/degRea X w/m k 设内壁温为Tw(饱和) 小于Tc ℃ (Tw+Tc)/2 定性温度(饱和) ℃ 30--20.513,40--20.192,50--19.811 系数Rs 30--75.81,40--71.65,50--66.84 系数Bm -0.25 2 管内侧换热系数α i 0.683Rs*Bm[(Tc-Tw)di] w/m k 0.75 方程系数X 0.683π RsBmdi /(η sftα a) 0.75 热平衡方程求Tw ℃ X*(Tc-Tw) =Tw-Tao 分析Tw估算值精度 否则重新计算(<0.04) 2 -1 外表面总传热系数Ko [(1/α i+ri)β +δ p/λ pft/fm+ro+1/( w/m η sαk o)] (Tao-Tai)/ln[(Tc-Tai)/(Tc-Tao)]℃ 平均传热温差Δ Tm 2 总传热面积Fo Qc/(KoΔ Tm) m Fo/ft m 所需管长Lt 冷凝器块数 块 设高度方向管排数Nh 据冷凝器的结构确定 排 Lt/(NhNd)/n m 换热器净宽度L Nh*S1 m 换热器净高度H Nd*S2 m 换热器净深度D 2 L*H 迎风面积Af m Va/Af/n m/s 实际迎面风速ω a 迎面风速ω a' % 分析ω a估算值精度 小于5％，否则重新计算 极限工况的校核 1.7 Pa 空气侧阻力计算Δ pa 1.2*1.1*9.81*0.0113*(b/deg)*(ρ aω max) 三、室内蒸发器传热计算 回风干球温度ta1 按标准工况 ℃ 回风湿球温度ts1 按标准工况 ℃ 回风空气相对湿度φ 按标准工况 ％ 回风空气比焓 kj/kg 回风空气含湿量 g/kg 3 回风空气送风量 m /h 设送风干球温度 15 ℃ 蒸发器出口处相对湿度 90% 蒸发器出口空气比焓 查表 kj/kg 送风湿球温度 查表 ℃ 蒸发器进出口焓差 kj/kg 空气平均温度tf (ta1+ta2)/2 ℃ 3 B/287.1/(Tf+273)-0.001319φ Ps/(T 干空气密度ρ a kg/m f+273) 0.05 J/kg.k 空气定压比热Cpa 1005[(Tam+273)/288] -5 0.75 kg/m.s 空气动力粘度μ a 1.82x10 [(Tam+273)/288] -2 0.9 w/m.k 空气导热系数λ a 2.58x10 [(Tam+273)/288] μa/ρa 空气运动粘度ν a m2/s