表冷器热工计算(终极版)

(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
Ø0
0.783
ξ
1.432 W/(m2·
1.7
αa α
37.492 ℃ W/)(m2· 739.948 ℃ W/)(m2·
19.892 ℃)
F
78.785 m2
式中：
d0—
δ—
12.02 mm
式中：
d0—
δf—
12.93 mm
计算表冷器沿气流方向长度 b
b N2 S2
(1-3)
式中：
由式(1-3)得： b=
110 mm
计算单根铜管横截面积 fc
fc
4
( di )2 1000
(1-4)
式中：
由式(1-4)得：
fc= 0.000113475 m2
N2— S2—
计算流体物性系数 ψ
计算流体的热扩散系数 aw
aw
w 1000 w
cw
(3-3)
式中：
由式(3-3)得： aw= 1.36993E-07 m2/s
计算物性系数 ψ
0.021 w
0.37 w
aw0.43
(3-4)
式中：
由式(3-4)得：
λw— ρw— cw—
λw— υw— aw—
ψ= 1619.765438
Δ 9.073 Pa
Δ
0.138 kPa
1.8
1.9 1.10
1.11 1.12 1.13
1.14 1.15
1.16
2
2.1
2.2
2.3 2.4
2.5
2.6 j 0.394Re
2.7
2.8 2.9
2.10
3
3.1 3.1.1
3.1.2
3.2 3.2.1
3.2.2
3.3
4
5
12 片 6.875 mm
2 mm 36 个
4排
步骤
1
1.1
1.2
(11)铜管迎风面长度 L(102)回路形式 Ls
740 mm
1 回路
1.3
2 工况参数
(1)风量 (2)进风干球温度 (3)进风湿球温度 t(s41)设计进水温度 t(w61)管内流体流量 W
G
2000 m3/h
t1
27 ℃
19.5 ℃
Pr =
0.703
cp=
1.01 kJ/(kg·℃)
Gm— Fy—
Pr— cp—
计算表冷器空气侧换热系数 αa
a j G (1000 c p ) Pr 2 3 (2-8)
式中：
j— Gρ—
cp—
Pr—
由式(2-8)得：
αa= 37.49171825 W/(m2·℃)
步骤2计算完毕
计算表冷器流体侧换热系数 α
则，由式(5-2)得：ln(pqb·1)= 8.190927985 ln(pqb·s1)= 7.737439313
等式两边同取以e为底的指数，得: pqb·1= 3608.068925 Pa pqb·s1= 2292.594243 Pa
计算进风空气在t1温度下的实际水蒸气分压力 pq·1
pq1 pqbs1 A B(t1 ts1) (5-3)
初始参数
参数
1 盘管参数
(1)铜管外径
d0
(2)铜管壁厚
δ
(3)铜管孔距
S(41)铜管排距
S(52)翅片厚度 (6)每英寸翅片片数
δf
N(7f)波纹翅片的半波长
X(8f)波纹翅片的波高
P(9d)孔数
N(110)排数
N2
数值 单位
12.7 mm 0.34 mm 31.75 mm 27.5 mm 0.115 mm
pq·1— B—
计算进风空气的比焓 h1
h1 1.01t1 d1 (25011.86t1) (5-5)
由式(5-5)得：
式中：
t1— d1—
步骤5计算完毕
h1= 55.78111164 kJ/kg
假定表冷器出风空气的干球温度 t2 ，确定空气终
假此定处出规风定空，气出的风干空球气温 的度干球t2温度 t2 的初始假设值为12℃，然后由此进行6~11步
vmax= 1.171748399 m/s
计算最小空气流通单元的当量直径
de
de
2(S1 db ) (S f f ) 1000[(S1 db ) (S f f
)]
(2-3)
式中：
由式(2-3)得： de= 0.003618478 m
查表选取空气运动粘度 υq 此处选取1标准大气压下，20℃时空气运动粘度，且作为 常数
ρq—
1.2 kg/m3
再由式(2-6)得： Gm=
0.67 kg/s
计算空气的质量流速 Gρ
G
Gm Fy
(2-7)
式中：
由式(2-7)得： Gρ= 0.788189765 kg/(m2·s)
查表选取空气相关的状态参数 Pr、 cp 此处选取1标准大气压下，20℃时空气的普朗特数、定压比热容，且 作为常数
c4
T
2
c5
T
3
c6
ln(T )
(5-2)
式中：
T— c1~c6—
上式为通式，分别将进风空气的干、湿球热力学温度T1、Ts1代入计
公式里： c1= -5800.2206 c2= 1.3914993 c3= -0.04860239
c4= 4.1764768E-05 c5= -1.445209.E-08 c6= 6.5459673
7℃
1.4
30.48 L/min
3 管内流体物性参数(默认流体为水)
(1)流体密度
ρ
w(2)流体比热
c(3w)流体导热系数
Βιβλιοθήκη Baidu
λ
w
1000 kg/m3 kJ/(kg·
4.19 ℃) 0.574 W/(m·℃)
(4)流体运动粘度
w
υ 1.306E-06 m2/s
1.5
输出参数
参数
数值
单位
(1)冷量
Q
14.219 kW
式中：
pqb·s1— A— B—
t1—
公式中： A= 0.0006635
ts1—
B=
101325 Pa
则，由式(5-3)得： pq·1= 1788.375712 Pa
计算进风空气的含湿量 d1
d1
0.622
B
pq1 pq1
(5-4)
式中：
由式(5-4)得： d1= 0.011175481 kg/kg
w
计算管内流体的流速 vw
计算表冷器通流截面积 fw
fw Ls N1 fc
(3-1)
式中：
由式(3-1)得： fw= 0.004085087 m2
计算流体流速 vw
vw
60
W
w
fw
(3-2)
式中：
由式(3-2)得： vw= 0.124354755 m/s
Ls— N1— fc—
W— ρw— fw—
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
6
6.1
6.2 6.3
7
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5 8.6
8.7
9
9.1
9.2
9.3
10 11
12
13
步骤13计算
对冷量Q进 (1)水侧的冷
(2)表冷器热 计算对数传
计算冷量
14
14.1 14.2
14.3 14.4
14.5
步骤1计算完毕
N1— L0—
a— N2— Fy—
计算表冷器空气侧换热系数 αa
计算表冷器迎面风速 vy
vy
G 3600Fy
(2-1)
式中：
G—
Fy—
由式(2-1)得： vy= 0.656824804 m/s
计算最小空气流通单元的风速 vmax
vmax vy
(2-2)
式中：
vy—
ε—
由式(2-2)得：
t1—
Nf —
S1— Sf— db— δf—
计算表冷器最小单元格的截面积 f
'min
f
' min
S1 1.0
Sf 106
(1-7)
式中：
S1— Sf —
由式(1-7)得： f 'min=
6.72042E-05 m2
计算表冷器净面比 ε
fmin
f
' min
(1-8)
式中：
由式(1-8)得：
ε= 0.560551057
a= 23.28644098
计算表冷器迎风面积 Fy
Fy
S1 N1 L0 1000000
(1-15)
式中：
S1—
Fy
S1 N1 L0 1000000
由式(1-15)得： Fy=
0.84582 m2
计算表冷器换热面积 F
F a N2 Fy
(1-16)
式中：
由式(1-16)得：
F= 78.78455003 m2
的计算；程序中需不断更改 t2 的假设值，使得步骤11的计算结果达到要求的精
度
t2=
12.25 ℃
由假设计算表冷器出风空气的湿球温度
ts2 ts2 t2 (1 E')(t1 ts1)
(6-1)
式中：
t2—
E'—
t1—
由式(6-1)得：
ts1—
ts2= 12.15669498 ℃
计算表冷器出风空气的比焓 h2
上式为通式，分别将进风空气的干、湿球摄氏温度t1、ts1代入计算即
则，由式(5-1)得：
进风空气的干球热力学温度 T1=
300.15 K
进风空气的湿球热力学温度 Ts1=
292.65 K
计算进风空气分别在T1、Ts1温度下的饱和水蒸气分压力 pqb·1、pqb·s1
ln(
pqb
)
c1 T
c2
c3
T
fmin— f 'min—
计算每米管长铜管外翅片表面积 ff
ff
2 （S1
S2
4
db2)
1000S f
(1-9)
式中：
由式(1-9)得：
ff = 0.700930664 m2/m
计算每米管长翅片间基管外表面积
fb
fb
db (S f f
1000S f
)
(1-10)
式中：
由式(1-10)得：
υq=
1.506E-05 m2/s
S1— Sf — db— δf —
计算最小空气流通单元处的空气雷诺数
Req
Re q
vmax de
q
(2-4)
式中：
由式(2-4)得： Req= 281.5368708
vmax— de— υq—
计算翅片传热因子 j
j
0.394Req0.357(SS12 )0.272(S f
1.6
(2)出风空气干球温度 (3)出风空气湿球温度 (4)出水温度 (5)进风空气比焓 (6)出风空气比焓 (7)肋化系数
t2 12.250 ℃ ts2 12.157 ℃ tw2 13.680 ℃ h1 55.781 kJ/kg h2 34.452 kJ/kg τ 19.579
(8)肋表面全效率
di—
由式(1-12)得：
fi= 0.037761944 m2/m
计算表冷器肋化系数 τ
fo fi
fo fi
(1-13)
由式(1-13)得：
式中：
fo—
fi—
τ= 19.57909018
计算表冷器肋通系数 a
a f o 1000 S1
(1-14)
式中：
fo— S1—
由式(1-14)得：
αa—
E' 1- exp( a a N2 ) 1000 vy q cp
步骤4计算完毕
由式(4-1)得： E'= 0.987559331
a— N2— vy— ρq— cp—
计计算算进表风冷空器气进的风干、空湿气球的热比力焓学温h1度 T1
、Ts1
T t 273.15
(5-1)
式中：
T—
t—
f
db
)0.205( X f Pd
)0.558( Sf
Pd
f
)0.133
(2-5)
Req— S1— S2— Sf— δf— db—
由式(2-5)得：
j= 0.037235175
Xf— Pd—
计算空气的质量流量 Gm
Gm
G q
3600
(2-6)
查表得空气的平均密度，且作为常 数
ρq=
式中:
G—
计算表冷器流体侧换热系数 αw
w
(d i
v
0.8 w
1000) 0.2
(3-5)
式中：
步骤3计算完毕
由式(3-5)得： αw= 739.9479139 W/(m2·℃)
ψ— vw— di—
计算表冷器可提供的接触系数
E'
E'1- exp(
a a N2
) (4-1)
1000 vy q cp
式中：
15
15.1
15.2 15.3
15.4 15.5
15.6 15.7
15.8 15.9 15.10
15.11 15.12
计算表冷器结构
计算铜管内径 di
di d0 2
(1-1)
由式(1-1)得：
di=
计算翅片根部直径 db
db d0 2 f
(1-2)
由式(1-2)得：
db=
计算过程
h2 7.495628 0.7937629 ts2 16.93575exp(0.053106 ts2) (6-2)
式中：
ts2—
步骤6计算完毕
由式(6-2)得： h2= 34.45238693 kJ/kg
计算表冷器的析湿系数 ξ
h1 h2
(7-1)
c p (t1 t2 )
式中：
h1— h2— cp—
di—
计算表冷器翅片间距 Sf
Sf
25.4 Nf
(1-5)
式中：
由式(1-5)得： Sf = 2.116666667 mm
计算表冷器最小空气流通单元的面积
fmin
f min
(S1
db ) (S f 1.0 106
f
)
(1-6)
式中：
由式(1-6)得： fmin= 3.76714E-05 m2
fb= 0.038413837 m2/m
S1— S2— Sf— db—
db— Sf— δf—
计算每米管长总外表面积 fo
fo f f fb
(1-11)
式中：
ff —
fb—
由式(1-11)得：
fo= 0.739344501 m2/m
计算每米管长管内表面积 fi
fi
1 di
1000
(1-12)
式中：