表冷器传热系数K的数值分析与研究

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组合空调机组表冷器计算的若干问题

组合空调机组表冷器计算的若干问题

组合空调机组表冷器计算的若干问题韩书生【摘要】空调系统的正常有效运行,是由系统的正确设计、可靠施工和先进的控制系统所决定的,空调系统中的主要设备-组合空调机组的过滤器阻力取值、机组附加热交换能力及表冷器性能的计算尤为关键.本文就有关问题加以分析,并提出一种对表冷器设计选型、校核计算的方法:在具有干球效率安全系数α=1.0时的热工性能值,推算出该表冷器α≠1.0时的热工性能值.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2010(031)006【总页数】3页(P55-56,61)【关键词】表冷器计算;干球效率;安全系数【作者】韩书生【作者单位】上海日兴建筑工程设计咨询有限公司,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】TU831.4改革开放30多年来,全国的工商业、经济、科技、教育等各个领域发生了翻天覆地的变化,经济的迅猛发展使得人们对生活水平、生活环境的追求日益提高,其中对生产、生活环境的要求尤为突出,工业、民用建筑中空调系统不可缺少,空调设备的市场前景无可估量。

为此,空调设备生产企业遍布全国各地,不可胜数。

不同的生产厂商对组合空调机组配置的表冷器性能各异,设计人员难于掌握表冷器的具体参数,设计中亦难于选定表冷器的具体型号,取而代之的是提出对空调器额定的制冷量、制热量、风量、机外余压等参数的要求,由组合空调机组生产商根据要求进行具体计算,设计人再对生产商提交的计算书进行审核。

笔者在对某生产商提交的计算书进行审核时发现以下问题:(1)过滤器阻力按初阻力计算;(2)未进行风机、电机附加散热量的计算;(3)表冷器选型计算程序没考虑“干球效率安全系数”。

目前对过滤器阻力计算存有三种争议:(1)初阻力说:设计人员在进行管路阻力计算时考虑了足够的安全余量,采用初阻力就可以满足要求;(2)终阻力说:过滤器寿命周期内的各性能均应满足设计要求,当阻力达到2倍初阻力时就应该清洗或更换过滤器,设计计算时应考虑管路阻力的安全余量;(3)1.5倍初阻力说:折衷了初阻力说和终阻力说。

特殊工况条件下表冷器的热工计算分析

特殊工况条件下表冷器的热工计算分析

ω
=
fw
W ×103
…………………………(2)
(2)表冷器可达到的通用热交换效率 E '
由于表冷器的通用热交换效率 E ' 只与迎面
风速,盘管排数有关,根据表冷器性能表可查得
E'。 (3)假定 t2 确定空气终状态
先假定 t2 ,根据式(3)得到 ts2 ,这样就得到
2 表冷器效率法计算
(1)表冷器迎面风速及水流量
图八
分析:从图七,八可以看出,当盘管排数增 加时,表冷器的制冷量和除湿量明显增加,出口水 温,出口风温明显下降。这说明增加盘管排数可以 使表冷器换热变得充分,当水温较高不能满足设计 除湿要求时,可考虑增加盘管排数。
4、工程实例
由于手术室空调设计的特殊性,如简单的使用 样本以风量或冷量来选择空调箱的表冷器将造成 很大的偏差。因此在湖南长沙湘雅医院的手术室计 算中,我们利用效率计算法进行了计算选择表冷 器。这里以一个千级手术室为例。
5 总结
表冷器的热工性能受到风量,水量,进水温度, 盘管排数等因素的影响,但是其影响程度各不相 同。在特殊工况设计中,建议进行详细的计算,避 免设计的偏差。
根据计算本文对特殊工况表冷器选择,提出以 下建议以供参考:
(1) 在进行大风量空调设计时,应注意表冷器 除湿能力是否达到设计要求,因为当风量较大时, 满足了制冷量要求未必能满足除湿要求。
(Tongji University 200092) 【Abstract】 The paper analyses the heat exchange capabilities of surface liquid cooler by efficiency method at different air velocity, water flow rate, conditions of inlet air, temperature of cooling water and quantity of coils. It takes practical project as a sample , which is applied in practice. 【Key words】 surface liquid cooler; efficiency method

传热系数K的测定(精)

传热系数K的测定(精)

,
cp

Nu ao Re b Pr c
传热系数K的实验测定
热量衡算式和传热速率方程式
热量衡算式:
Q qm2Cp 2 (t 2 - t1)
传热速率式: Q KA tm 其中:
两式联立,得:
tm

t2 t1 ln T t1
T t2
K qm2Cp2 (t2 t1) Atm
实验流程
实验步骤
先开冷却水转子流量计阀门,再开热空气进口 调节阀。
整个实验操作控制热空气进口温度恒定在170~ 175之间任何某一刻度,分别改变冷流体流量和 热流体流量,达到改变流速的目的。
待冷流体出口温度显示值保持10mi关调压变压器开关,保持冷却 水继续流动10min,以足够冷却壁温,保护加热 器正常。
Q KAT t
Q h Ah T tw1 Q c Ac tw2 t
Q

Am

tw1

tw2
Q

T
tw1 1

tw1 tw2

tw2 t 1

T t 1
h Ah
Am
c Ac KA
K
1
1
1
h Ah Am c Ac
上机数据处理。
原始数据记录
实验组织方法
A---------由换热器的结构参数而定; qm2--------测冷流体的流量计; t1、t2-----测冷流体的进、出口温度计; T --------测热流体的进口温度计; Cp2--------由冷流体的进、出口平均温度定。
将以上仪表、换热器、气源、及管件阀门等部 件组建成如下实验装置图。

表冷器综合效果检验与测定

表冷器综合效果检验与测定

表冷器综合效果检验与测定一、实验目的1.通过实验掌握表冷器冷却能力的测定2.通过实验对表冷器的综合效果有更深入的认识。

3.通过实验掌握表冷器热交换率和接触系数的测定二、实验原理1.表冷器冷却能力的测定(1)空气经过表冷器放出的热量为:12()Q G h h =−式中:Q —空气经过表冷器说散失的热量G —经过表冷器的实测风量(kg/s )1h —经过表冷器前的空气焓(kj/kg )2h —经过表冷器后的空气焓(kj/kg )(2) 经过表冷器冷水吸收的热量21()Q W t t ′=−式中:Q ′—经过表冷器冷说所吸收的热量W —经过表冷器的实测水量(kg/s )2t —经过表冷器后的冷水温度(℃)1t —经过表冷器前的冷水温度(℃)空气通过表冷器失去的热量Q 与冷水经过表冷器所吸收的热量Q ′应该相等,实验时允许有误差。

2.表冷器热交换率和接触系数的测定(1)表冷器热交换率系数的测定:1211ct t t t ε−=− (2)表冷器接触系数测定 222111s s t t t t ε−=−− 式中:1t 、2t —经处理前后的空气干球温度1s t 、2s t —经处理前后的空气湿球温度c t —表冷器冷水初始温度三、实验装置空调机组、楼宇自动化综合实验台、水管温度传感器VF20、水管流量变送器DWM2000、电加热分级控制器15KW、系统软件License for EBI with a 24 reader/500 point database.includes 2 Stations,Display Builder,Quick Builder and one interface.四、实验步骤1、实验前准备工作(1)熟悉实验系统,了解实验台的各个设备、部件以及测量系统的作用和功能;(2)确定表冷器进水温度。

夏季处理时,表冷器需要降温、除湿,其进水温度要比经过表冷器的空气露点温度要低,调节制冷压缩机的温度继电器的温度要比测得的露点温度低1—1.5℃。

表冷器的热工参数

表冷器的热工参数

为析湿系数。
=1,而且 越大,水分析出越多。Βιβλιοθήκη 表面式空气冷却器的热工参数
(2)表冷器的传热系数 表冷器传热系数的大小和表冷器结构、管外风速 水流速
以及析湿系数 有关。一般采用下列经验公式:
1 1 K m p n B A y
1
y
、管内
管内水流速一般取0.6-1.5m/s。
表面式空气冷却器的热工参数
(1)析湿系数
在用表冷器对空气进行减湿冷却处理时,既有显热交换又
有潜热交换(水分凝结),显热与潜热之和为全热。在空调工 程中通常把全热交换和显热交换的比值称为湿工况的析湿系数。
全热 h1 h2 显热 C P (t1 t 2 )
对于没有水分凝结的干工况, 因此称

表冷器的热工参数

表冷器的热工参数
1 1 K m p n B A y
1
y
、管内
管内水流速一般取0.6-1.5m/s。
全热 h1 h2 显热 C P (t1 t 2 )
对于没有水分凝结的干工况, 因此称
为析湿系数。
=1,而且 越大,水分析出越多。
表面式空气冷却器的热工参数
(2)表冷器的传热系数 表冷器传热系数的大小和表冷器结构、管外风速 水流速
以及析湿系数 有关。一般采用下列经验公式:
表面式空气冷却器的热工参数表面式空气冷却器的热工参数2表冷器的传热系数表冷器传热系数的大小和表冷器结构管外风速管内水流速以及析湿系数有关
表面式空气冷却器的热工参数(1)析湿系数在用表冷器对空气进行减湿冷却处理时,既有显热交换又
有潜热交换(水分凝结),显热与潜热之和为全热。在空调工 程中通常把全热交换和显热交换的比值称为湿工况的析湿系数。

表面式冷却器的热工计算

表面式冷却器的热工计算

表面式冷却器的热工计算总传热系数与总传热热阻如前所述,间壁式换热器的类型很多,从其热工计算的方法和步骤来看,实质上大同小异。

下面即以本专业领域使用较广的、显热交换和潜热交换可以同时发生的表面式冷却器为例,详细说明其具体的计算方法。

别的诸如加热器、冷凝器、散热器等间壁式换热器的热工计算方法,本节给予概略介绍。

对于换热器的分析与计算来说,决定总传热系数是最基本但也是最不容易的。

回忆传热学的内容,对于第三类边界条件下的传热问题,总传热系数可以用一个类似于牛顿冷却定律的表达式来定义,即(6-4)式中的Δt是总温差;总传热系数与总热阻成反比,即:(6-5)式中 R t为换热面积为A时的总传热热阻,℃/W。

如果两种流体被一管壁所隔开,由传热学知,其单位管长的总热阻为(6-6)单位管长的内外表面积分别为πd i和πd0,此时传热系数具有如下形式:对外表面(6-7)对内表面(6-7)其中K0A0=K i A i应该注意,公式(6-6)至(6-8)仅适用于清洁表面。

通常的换热器在运行时,由于流体的杂质、生锈或是流体与壁面材料之间的其他反应,换热表面常常会被污染。

表面上沉积的膜或是垢层会大大增加流体之间的传热阻力。

这种影响可以引进一个附加热阻来处理,这个热阻就称为污垢热阻R f。

其数值取决于运行温度、流体的速度以及换热器工作时间的长短等。

对于平壁,考虑其两侧的污垢热阻后,总热阻为(6-9)把管子内、外表面的污垢热阻包括进去之后,对于外表面,总传热系数可表示为(6-10)对于内表面则为(6-11)知道了h0、R f,0、h i和R f,i以后,就可以确定总传热系数,其中的对流换热系数可以由以前传热学中给出的有关传热关系式求得。

应注意,公式(6-9)~(6-11)中壁面的传导热阻项是可以忽略的,这是因为通常采用的都是材料的导热系数很高的薄壁。

此外,经常出现某一项对流换热热阻比其它项大得多的情况,这时它对总传热系数起支配作用。

(完整版)蒸汽冷凝时传热系数和给热系数测定实验指导书

(完整版)蒸汽冷凝时传热系数和给热系数测定实验指导书

蒸汽冷凝时表面传热系数和总传热系数测定实验说明书一、实验目的:1、掌握冷凝换热器的换热量Φ和表面传热系数h及总传热系数K的测试和计算方法;2、熟悉冷凝换热器实验台的工作原理和使用方法;3、了解不同蒸汽压力下的冷凝换热时表面传热系数的变化规律。

二、实验测试装置简介:1。

测定装置整体组装,带脚轮,用户接电源和上、下水后即可使用。

2。

可测蒸汽在水平管内冷凝(管外为自来水)时的传热系数和给热系数.其工作原理及流程如图所示。

3.管子的内壁面温度用事先埋好的三支热电偶(轴向均布)测量.4.电热蒸汽发生器总功率为9KW,最大工作压力为0。

08MPa。

此蒸汽源亦可通过阀10—1供其它试验使用。

试验装置流程图及各部分组件的名称1。

蒸汽发生器 2。

电接点压力表 3。

安全阀 4. 汽水分离器 5。

热电偶6.压力表 7。

试验管组 8。

凝结水液位保持器 9。

过冷器 10.阀门 11.计量水箱10—12.文丘里流量计(计算机采集订户)三、实验操作步骤及测试方法:(一)、操作步骤:1.接电源(380V,四线,50Hz,9KW)及上下水(均可胶管连接).2.打开阀10—7,从蒸汽发生器底部上水管(兼排污管)向炉体内加自来水至液面计4/5处。

加水时还应打开10—2和阀10—3,以便炉体内的空气能够排出,加完水后关闭阀10—7.3。

全开蒸汽发生器电加热器,待炉内水开始沸腾并将炉体空间大部分空气从阀10—3处排出后,关闭该阀.4.待蒸汽压力达到试验压力后,打开阀10—4,使系统内空气全部被蒸汽压出后关闭此阀.5。

试验管内的蒸汽压力可自动控制,此时将电接点压力表高低压控制指针分别调至试验压力±0.01MPa处(视试验精度要求,此范围可适当放大或缩小)。

试验管内的蒸汽压力亦可利用阀10—2手动调节,此时应将电接点压力表控制指针调至稍高于试验压力,高压控制指针调至比低压控制指针高0。

02MPa左右处,但不得超过蒸汽发生器最大使用压力。

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度,然而由于水膜温升及膜层热阻影响较小,计算时可认为紧贴冷凝水膜的饱和
空气边界层温度及水蒸气分压力与不存在水膜时一样。
由传热学可知,换热器的换热量可写为:
Q=KPAtd

(卜1)
式中: K一传热系数,W/(m2·℃);
卜传热面积,m2;
△t广对数平均温差,℃;
第一章绪论
当表面冷却器的尺寸及换热介质的温度给定时,表冷器的热交换能力主要取 决于传热系数K的大小.传热系数K是衡量表面冷却器热工性能的主要指标.如 果不考虑其它附加热阻,表面冷却器的传热系数常以阻下形式束表示:
calculations and the measured results.Further study is conducted on the wavy plat
fin.and—tube coils after some modifications are made on the model,and also
At first,theoretic analysis iS made on the heat and mass transfer process of the
finned—tubes,the fins are considered as dry,wet and partially wet according to the conditions.Then a mathematical modeI iS developed to the flat plate fin—and—tube
器比千工况下有更大的热交换能力,或者说对同一台表面冷却器而言,在被处理
的空气干球温度和水温保持不变时.空气湿球温度愈高,表面冷却器的冷却减湿
能力愈大。
对于减湿冷却过程,由于外表面温度低于空气露点温度,在稳定工况下,可
咀认为,在整个外壁面上形成一层冷凝水膜,且水膜保持一定厚度,多余的冷凝
水不断的从换热面流走。冷凝过程中放出的凝结热使水膜温度略高于壁表面温
performance ale analyzed.
KEY WORDS:Cooling coils,Heat transfer coefficient,Numerical analysis
第一章、绪论
第一章绪论
§1-1概述
在空调工程中广泛使用表冷器。表冷器以冷水和冷剂为冷媒,本课题主要以 以冷水为冷媒的表面冷却器为研究对象。表面式冷却器具有结构紧凑、水系统简 单、水系统阻力小等优点,而且在运行过程中水与空气不直接接触,故对水质无 卫生要求。在处理相同空气量时能实现较大的空气焓降和较高的温升,从而节约 水量。该设备由专门工厂定型生产,而且选择方便、安装简单,所以广泛应用于
coefficient K.Currently the study of the coils iS mostly made by measuring ValDeS of
K and then develop the experiential formulas.In this thesis.numerical analysis and study are made to predict the heat transfer coefficient K of chilled.water cooling coils used in air-conditioning engineering.
coils.the coll iS modeled aS a pure counterflow heat exchanger,the severnl tube
passes ale considered together result i11 a configuration that is effectively counterflow.
噩逸,二怒
耗用材料省和加工工艺先进 等优点。尤其使用专门模具加
窳丽
工肋片实现肋片穿孔的二次
d》忻鞠q
r':扭曲血
翻边,如图卜3e,保证了肋
图卜3
片的问距和肋片与管子的接触程度,进一步增强了传热效果。串片管生产的机械
化程度可以很高.现在大批铜管铝片的表面式换热器均用此法生产,因此在空调
工程中得到了广泛的应用。
具体来说就是分别固定进口水温、迎面风速、进口干湿球温度进行实验,先分别
compared the calculations and the measured results.In the end,the errors of the modeI and the efrect of variety of the main configuration parameters on the coll
l、两种流体之间的温差。
2、表冷器的构造型式。
3、空气的流速及其入口参数。
4、冷却介质的流速及其入口参数。
根据ARI一81标准.表面冷却器两种流体的进口参数大致在如下范围:
进口空气干球温度:
18.3—37.8U
进口空气湿球温度:
15.6—29.4℃
空气迎面风速:
1.5—4.1m/s(有时可低至1.0m/s,高至7.6m/s)
其冷媒管路也应串联。管路串联可以增加水流速,有利于水力工况的稳定和提高
传热系数,但是系统阻力有所增加,为了使冷媒与空气之间有较大温差,一般让
空气与冷媒之间按逆交叉型流动,即进水管路与空气出口位于同一测,出水管路
与空气进口位于同一侧。

第一章绪论
二、表面冷却器的热湿交换及其计算方法
表面冷却器的热湿交换(冷却介质和空气之间)的影响因素包括:
关键词:表冷器,传热系数,数值分析
ABSTRACT
At present,air-cooling coils are used widely in air-conditioning engineering,and the difference of the coils performance iS mainly embodied bv tlle heat trailsfer
By guessing a outlet water temperature and coil surface temperature at the air entrance,the coil iS discretized into many sections in the airflow direction,and
收热量的不同,联箱和肋管可有不同的连接方法
常用的表面式换熟器主要有以下两大类型:1 Nhomakorabea圆形肋管束
在管子外加圆形肋片,根据加工工艺的不同,又有以下几种圆形肋管,如图
卜2中所示。
1)绕片型。将金属带绕制在管子上,片型有皱褶形、L形和I(光滑片)。
皱褶形肋可增加传热面积和增强空气扰动,且绕制后的肋管经搪锡或锌处理,可
空调工程中。
一、表冷器的构造和类型
一黼一渺㈥眵
一嚣懈躺
幽1-1
图I-2
表面式换热器有光管式和肋管式两种,光管式表面换热器由于传热效率低已
经很少应用。如图卜l所示,肋管式表面换热器主要有肋管、联箱和护板组成,
冷媒进入联箱l后均匀的流过肋管,然后汇集入联箱2流出,空气则在肋管外流
过,根据处理空气的要求不同,可选用不同的肋管排数,根据水温升的要求和吸
K:『一.!一十堕+三l,w/(mz.℃) Lda‘r/’{ ^ 瑾wj 式中:
o。o.一内外表面的换热系数,w/(m2·℃); 6一管壁厚度,m: ^一管壁导热系数,w/(m·℃):
T—肋化系数,f=Sot只:
R。F。一单位管长肋管的内、外表面积,m2:
(卜2)
E一析湿系数,其定义式为:孝=—与—土1,下标1表示空气的 。 C。【f】一f2J
在肋片上事先冲好相应
的孔,然后将肋片与管子串在
一起,经对管子进行机械或液 压扩管使其与肋片紧密结合。 肋片形式有平片、褶皱片及条

缝片等形式,如图1-3所示。
这类换热器与圆形肋管
t'■排li-片皓椅
泛渤硒N一
换热器相比,具有结构紧凑、
-、一,^、、/,
在相同排数和相同迎风面积 的条件下,有较大的传热面 积、传热效果好、空气阻力小、
初状态,2为空气终状态.c。为空气的定压比热,‘的大小直 接反映在减湿冷却过程中。它反映了凝结水析出的程度,又反映 由于湿交换存在使得传热量增大的程度,可以认为当表冷器表面 上出现凝结水时,外表面换热系数比只有潜热传递时增大了I 倍,显然,对于等湿冷却过程,‘=1。 由式1.1和l一2可见,当表面冷却器的结构型式一定时.等湿冷却过程的K 值只与空气侧和冷媒侧的表面热交换系数a。和a,有关,而减湿冷却过程的K值 除与n.和a,有关外,还与过程的析湿系数E有关。由于a。与a,一般是水和空 气流动状况的函数,因此,在实际工作中往往把表面冷却器的传热系数整理成以 下形式的经验式:
冷水进口温度:
1.7一18.3"C
水流速:0.3—2.4"C
表面式冷却器的热湿交换是在主体空气与紧贴表冷器的边界层空气之问的
温差和水蒸汽压力差作用下进行的,根据主体空气与边界层空气的参数不同,表
面冷却器可以实现两种空气处理过程:
当边界层空气温度虽低于主体空气温度,但尚高于其露点温度时将发生等湿
冷却过程或称干冷过程(干工况):当边界层空气低于主体空气的露点温度时,
calculations are conducted for each section by marching along the sections from air
inlet to outlet.and iterations are made if needed.Compares are conducted between
增强肋片和管子的接触程度,所以此类换热器具有较高的传热效果,对于光滑肋
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