表冷器热工计算(终极版)_参数化

初始参数
参数
1 盘管参数 (1)铜管外径
(2)铜管壁厚 (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 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
d0
12.7 mm
δ
0.34 mm
31.75 mm
27.5 mm
计算流体物性系数 ψ
计算流体的热扩散系数 aw
aw
1000
w 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
αa—
E' 1- exp( a a N2 ) 1000 vy q cp
步骤4计算完毕
由式(4-1)得： E'= 0.995326102
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—
vmax= 4.64514544 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
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
14.5
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=
F 695.575 m2
Δ 176.771 Pa
Δ
45.579 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
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= 34.61632297 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—
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= 2.603841187 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：
N2— S2—
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
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= 90.89822565 W/(m2·℃)
步骤2计算完毕
计算表冷器流体侧换热系数 α
(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
Ø0
0.499
ξ
2.628 W/(m2·
1.7
αa α
90.898 ℃W/)(m2· 6737.981 ℃W/)(m2·
88.428 ℃)
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：
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=
3.7338 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= 695.5753066 m2
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= 0.022772385
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—
(1)冷量
Q 704.617 kW
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 12.222 ℃ tw2 13.727 ℃ h1 95.012 kJ/kg h2 34.616 kJ/kg τ 19.579
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=
308.15 K
进风空气的湿球热力学温度 Ts1=
302.15 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
ρq—
1.2 kg/m3
再由式(2-6)得： Gm=
11.67 kg/s
计算空气的质量流速 Gρ
G
Gm Fy
(2-7)
由式(2-7)得：
Gρ=
式中： 3.124609424 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
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：
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= 1116.0925948
vmax— de— υq—
计算翅片传热因子 j
j
0.394Req0.357(SS12 )0.272(S f
3.2.2
3.3
4
5
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
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= 3651.012656 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= 0.023250099 kg/kg
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= 6737.980809 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：
t1
35 ℃
29 ℃
7℃
1.4
1500 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
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
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= 95.01207895 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
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= 12.22195661 ℃
计算表冷器出风空气的比焓 h2
计算过程
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=
220 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
T
c4
T
2
c5
T3
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
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=
0.01270916 m2
计算流体流速 vw
vw
60
W
w
fw
(3-2)
式中：
由式(3-2)得： vw= 1.967085193 m/s
Ls— N1— fc—
W— ρw— fw—
则，由式(5-2)得：ln(pqb·1)= 8.647140506 ln(pqb·s1)= 8.307554902
来自百度文库
等式两边同取以e为底的指数，得: pqb·1= 5693.841925 Pa pqb·s1= 4054.387481 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)
δf
0.115 mm
12 片
6.875 mm
2 mm
56 个
8排
步骤
1
1.1
1.2
(11)铜管迎风面长度 L(102)回路形式 Ls
2100 mm
2 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
35000 m3/h
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：