【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的氣相質(zhì)量分?jǐn)?shù)：平均干度下的液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 流速w/(m/s) Re Reeq f △p/Pa氣相液相表中：臨界雷諾數(shù)為1000，則氣相為湍流，屬于型。馬丁尼列參數(shù)(6)摩阻分液相表觀系數(shù)2）流動(dòng)阻力估算：在各項(xiàng)阻力中，最主要的是摩擦阻力，加速阻力及重力阻力很小，局部阻力約占總阻力的10℅～60℅，所以，冷凝的阻力可以按，計(jì)算，水側(cè) 制冷劑側(cè) 通過計(jì)算，說明選用的板式換熱器板數(shù)取20符合要求，壓降也比較小，可以接受。冷凝器是制冷機(jī)中的主要熱交換設(shè)備之一。高壓過熱制冷劑蒸汽在冷凝器中發(fā)出熱量后，凝結(jié)成飽和液體或進(jìn)一步被冷卻為過冷液體。冷凝器按冷卻方式可分為三類：空氣冷卻式冷凝器，水冷式冷凝器，蒸發(fā)式和淋激式冷凝器。凝結(jié)換熱過程的熱阻主要為凝結(jié)液膜的導(dǎo)熱，因而使凝結(jié)液體及時(shí)排出，或者液膜盡量變薄是強(qiáng)化凝結(jié)換熱的主要出發(fā)點(diǎn)。當(dāng)凝結(jié)換熱熱阻大于或相當(dāng)于冷卻介質(zhì)對(duì)流換熱熱阻時(shí)，有必要考慮強(qiáng)化制冷劑蒸汽的凝結(jié)換熱，氟利昂水冷式冷凝器即屬于此種情況。本制冷系統(tǒng)選用臥式殼管式冷凝器。臥式殼管式冷凝器的基本結(jié)構(gòu)形式與殼管式蒸發(fā)器相似，也是由筒形外殼、管板、管束和端蓋組成。制冷劑蒸汽在管外凝結(jié)，凝結(jié)液體從筒底流出，冷卻水在管內(nèi)多次往返流動(dòng)。正常情況下筒下部只有少量液體，但也有一些小型冷凝器的筒體下部不裝管束，筒體的下部用于存儲(chǔ)凝結(jié)液體，使設(shè)備簡(jiǎn)化。本制冷系統(tǒng)采用氟利昂制冷劑，臥式殼管式冷凝器用銅管制造，且大多數(shù)采用滾壓肋片管，以強(qiáng)化制冷劑側(cè)的凝結(jié)換熱。已知制冷劑R134a，冷凝溫度37℃（1）管型選擇選取下表第三行所列低翅片管為傳熱管 幾種低肋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)序號(hào)規(guī)格／mmSf／mmh／mmdi／mmdb／mmdt／mmA1161121611131631641914205191420有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)為 . 單位管長(zhǎng)各換熱面積計(jì)算如下（2）估算傳熱管總長(zhǎng)假定按管外面積計(jì)算的熱流密度是，則應(yīng)布置的傳熱面積為應(yīng)布置的有效轉(zhuǎn)熱管有效總長(zhǎng)為：（3）確定每流程管數(shù)Z，有效單管長(zhǎng)L，及流程數(shù)N取冷卻水進(jìn)口溫度℃，出口溫度℃由水的物性知，在平均溫度32℃時(shí)水的密度，比定壓熱容，則所需水量為：取冷卻水流速，則每流程管數(shù)為取整數(shù)Z=2根，對(duì)流程數(shù)N、總根數(shù)NZ、有效單管長(zhǎng)l、殼體內(nèi)徑di及長(zhǎng)徑比l/di進(jìn)行組合計(jì)算，結(jié)果如表所示： 組合計(jì)算結(jié)果流程數(shù)N總根數(shù)NZ有效單管長(zhǎng)l殼體內(nèi)徑di長(zhǎng)徑比l/di242248612816分析結(jié)合計(jì)算結(jié)果，并考慮到冷凝器與半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)組成壓縮冷凝機(jī)組及制冷壓縮機(jī)和機(jī)組總體結(jié)構(gòu)尺寸，本例選用6流程方案做誒冷凝器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)。（4）傳熱管的布置排列及主體結(jié)構(gòu)下圖所示為傳熱管布置排列示意圖。為了使傳熱管排列有序及左右對(duì)稱，共布置16根管，則每流程平均管數(shù)Z=2根，管內(nèi)平均水速u=。取傳熱管有效單管長(zhǎng)l=，則實(shí)際布置管外冷凝傳熱面積 ，傳熱管按正三角形排列，管數(shù)最多的一排管不在管體中心線上。考慮最靠近殼體的傳熱管與殼體的距離不小于5mm，根據(jù)無(wú)縫鋼管規(guī)格，選用的無(wú)縫鋼管作為殼體材料。冷凝器采用管板外徑與殼體外徑相同的主體結(jié)構(gòu)型式，管排布置及管板尺寸能夠保證在管板周圍邊上均勻布置6個(gè)端蓋螺釘孔以裝配端蓋，且能避免端蓋內(nèi)側(cè)裝配周邊的密封不致遮蓋管孔，同時(shí)殼體內(nèi)部留有一定空間起貯液作用，從整體上看，冷凝器的結(jié)構(gòu)尺寸能滿足壓縮冷凝機(jī)組的裝配要求和限制。（5）傳熱計(jì)算就所需傳熱面積確定（a）水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算：從水的物性表知，水在平均溫度時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度，物性集合系數(shù)。 因?yàn)槔字Z數(shù)所以水在管內(nèi)的流動(dòng)為湍流，水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： （b）氟利昂側(cè)冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算：根據(jù)管排布置，管排修正系數(shù)為：根據(jù)所選管型：由表66可知增強(qiáng)系數(shù)查R134a的物性表知，在冷凝溫度40℃時(shí)，B=，計(jì)算氟利昂側(cè)冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 對(duì)數(shù)平均溫差：取水側(cè)污垢系數(shù)計(jì)算熱流密度熱流密度可用下式表示： 其中所以（注：為制冷劑蒸汽與銅管壁面之間的傳熱溫差；為冷卻水與制冷劑蒸汽之間的平均傳熱溫差：為水側(cè)的熱阻，為銅管壁的熱阻）選取不同的（單位為℃）進(jìn)行試湊計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于下表中/℃第一式(w/m2) 第二式( w/m2)1當(dāng)=℃時(shí)兩式相差已經(jīng)很小，取=3540w/m2計(jì)算實(shí)際所需的傳熱面積，較傳熱計(jì)算所需面積大，可作為冷凝傳熱面積的富裕量。初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所布置的冷凝傳熱面積能滿足負(fù)荷傳熱要求（6）冷卻水側(cè)阻力計(jì)算冷卻水在冷凝器內(nèi)的總流動(dòng)阻力用下式計(jì)算式中：u為冷卻水在管內(nèi)的流速，m/s；為冷卻水的密度，；l為單根傳熱管長(zhǎng)度，m；為管子內(nèi)徑，m；N為流程數(shù)；f為沿程阻力系數(shù)，對(duì)于水，f由下面的光滑管內(nèi)流動(dòng)阻力公式求?。海ㄉ鲜降倪m用范圍是雷諾數(shù)Re=3103～1105 管子外側(cè)制冷劑的流動(dòng)阻力較小，一般可忽略不計(jì)。本冷凝器的阻力系數(shù)：所以，冷卻水側(cè)阻力 =（7）連接管管徑計(jì)算：取冷卻水在進(jìn)出水接管中的流速u=，則進(jìn)出水接管管內(nèi)徑為 根據(jù)無(wú)縫鋼管規(guī)格，選取Ф20mm2mm無(wú)縫鋼管為進(jìn)出水接管。依據(jù)循環(huán)熱力計(jì)算，可分別求得制冷劑進(jìn)冷凝器時(shí)過熱蒸汽的體積流量及制冷劑從冷凝器排出時(shí)冷凝液體的體積流量，選取制冷劑在冷凝器進(jìn)氣接管和出液接管的適當(dāng)流速，即可計(jì)算出進(jìn)氣接管和出液接管的管內(nèi)徑。一般臥式殼管式冷凝器的進(jìn)氣接管管徑與所配制冷壓縮機(jī)的排氣管管徑相同?，F(xiàn)將所設(shè)計(jì)的臥式殼管式冷凝器的主體結(jié)構(gòu)及其有關(guān)參數(shù)綜述如下：低翅片管總數(shù)為16根，每根傳熱管的有效長(zhǎng)度為330mm，管板的厚度取12mm，考慮傳熱管與管板之間脹管加工時(shí)兩端各伸出3mm，傳熱管的實(shí)際下料長(zhǎng)度360mm。殼體長(zhǎng)度為330mm（等于傳熱管有效單管長(zhǎng)），殼體規(guī)格為Ф130mm4mm的無(wú)縫鋼管。冷卻水流動(dòng)的流程數(shù)為8，由于傳熱管總根數(shù)為16根，則每流程管數(shù)為2根。 膨脹閥的選型計(jì)算熱力膨脹閥的工作原理是通過感受蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣過熱度的大小，來調(diào)節(jié)制冷劑的流量，以維持恒定的過熱度，在控制原理上屬于比例調(diào)節(jié)器。熱力膨脹閥可以自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑的流量。熱力膨脹閥的設(shè)計(jì)選配是根據(jù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的制冷量、工況、制冷劑及系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)布置情況，選擇合適的容量和形式的熱力膨脹閥。每只閥只能用于它規(guī)定的系統(tǒng)中。相同開度下閥前后的壓力差影響制冷劑的流速乃至流量。隨著蒸發(fā)溫度的降低，閥容量變小。閥前液體過冷度影響到節(jié)流后的兩相制冷劑的干度，對(duì)閥的流量系數(shù)產(chǎn)生影響。閥容量隨節(jié)流前液體過冷的增大而增大。膨脹閥入口處必須避免制冷劑液體中有閃蒸氣，否嚴(yán)重影響閥的容量。冷凝器至閥前的液管有阻力降時(shí)，必須增加液體的過冷度，以防止閥前汽化?？煽康呐蛎涢y容量特性由生產(chǎn)廠家提供的熱力膨脹閥容量表中查取。熱力膨脹閥一般有20﹪的容量裕度，及閥的最大能力可以達(dá)到樣本的120﹪。所以設(shè)計(jì)時(shí)，選擇容量滿足系統(tǒng)制冷量的要求的閥，而不必要留有過大的容量裕度。若閥選定的過大，不僅價(jià)格高，而且會(huì)引起閥的工作不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)時(shí)只是作為動(dòng)作開關(guān)，不能隨負(fù)荷的變化成比例的做出連續(xù)的平滑的調(diào)節(jié)。此外還會(huì)影響閥的壽命。 上海奉申制冷控制器有限公司生產(chǎn)的膨脹閥及選型方法如下：選型方法及步驟 一．利用容量表選擇膨脹閥閥型號(hào)規(guī)格的方法及步驟。首先根據(jù)設(shè)計(jì)工況確定：1. 制冷系統(tǒng)中制冷劑2. 進(jìn)入閥的液體制冷劑溫度3. 蒸發(fā)溫度4. 通過閥的壓力降5. 所需要的制冷量(蒸發(fā)器的冷量)然后根據(jù)上述確定的參數(shù)，在擴(kuò)展容量表中選擇合適的閥型號(hào)與規(guī)格。如果進(jìn)入閥的制冷劑溫度不是35℃，查閥進(jìn)液溫度修正系數(shù)表，修正該工況下的制冷量。二．其它必須的選擇1. 充注形式，見膨脹閥充注選擇表2. 平衡形式(內(nèi)平衡或外平衡)，見外平衡選擇表3. 連接方式(螺紋連接或釬焊擴(kuò)口連接)三．可任意選擇的項(xiàng)目：1. 是否需要壓縮機(jī)的MOP 馬達(dá)過載保護(hù)，見MOP 馬達(dá)過載保護(hù)選擇表上海奉申制冷控制器有限公司生產(chǎn)的膨脹閥進(jìn)液溫度修正系數(shù)表上海奉申制冷控制器有限公司生產(chǎn)的膨脹閥型號(hào)與參數(shù)表名義容量是基于冷凝溫度+38℃，蒸發(fā)溫度+4℃，閥進(jìn)液溫度過冷1K，對(duì)于制冷劑R134a，對(duì)于制冷劑R2R407C、R404A/R507，.熱力膨脹閥CTV、DTV 系列：R134a 擴(kuò)展容量表(擴(kuò)展容量是基于進(jìn)入閥的不帶蒸汽的液體制冷劑溫度為+35℃) 單位：KW針對(duì)本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制冷系統(tǒng)，熱力膨脹閥的選型如下：工況：制冷劑：R134a通過閥的壓力降：ΔP = 蒸發(fā)溫度te = 6℃蒸發(fā)器的冷量為2KW(所需制冷量)進(jìn)入閥的液體制冷劑為30℃查閥進(jìn)液溫度修正系數(shù)表得修正系數(shù)Kt = 修正后的蒸發(fā)器的冷量為2/=，須選擇外平衡膨脹閥。一般膨脹閥的容量要比修正的蒸發(fā)器冷量要稍大，查擴(kuò)展容量表可得選擇DTV(E)N1 釬焊連接熱力膨脹閥DTV 型外形尺寸(單位:mm) 壓縮機(jī)的選型計(jì)算隨著能源的緊缺和保護(hù)環(huán)境的呼聲越來越高，人們對(duì)高耗能設(shè)備中占重要地位的制冷設(shè)備提出了節(jié)能、降低對(duì)環(huán)境直接污染和間接污染等要求。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)作為房間空調(diào)器一種常用的、效率較高的壓縮機(jī)形式，它與往復(fù)式壓縮機(jī)相比，具有容積效率高，往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件少，振動(dòng)小，不需要內(nèi)部懸掛支撐彈簧，零部件少等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)體積減少40－50％，重量輕40－50％。從二十世紀(jì)八十年代起，對(duì)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的研究非常活躍，并已實(shí)現(xiàn)商品化。目前在國(guó)內(nèi)外，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)已替代往復(fù)式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于空調(diào)等家用制冷設(shè)備中[17]。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)工作原理：滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)主要由汽缸、轉(zhuǎn)子、滑片、排汽閥和汽缸端蓋等部件組成，如圖6所示。圖6 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖1氣缸；2轉(zhuǎn)子；3排氣閥；4滑片；5圓柱型導(dǎo)向器；6進(jìn)氣口；7排氣口；8滑片彈簧；工作過程：滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的工作過程如圖7所示。圖7 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)工作原理1汽缸；2旋轉(zhuǎn)活塞；3排氣閥；4滑片；5導(dǎo)向座由上述的工作過程可以看出：轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周，將完成上一工作循環(huán)的壓縮和排氣過程及下一工作循環(huán)的吸氣過程。由于不設(shè)進(jìn)汽閥，吸氣開始的時(shí)機(jī)和汽缸上吸氣孔口位置有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動(dòng)。由于設(shè)置了排汽閥，壓縮終了的時(shí)機(jī)將隨排氣管中壓力的變化而變動(dòng)。根據(jù)所設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)需要壓縮機(jī)的制冷量為Q＝2KW，制冷量不大，選取全封閉 轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)較為合適。選擇廣東美芝壓縮機(jī)公司生產(chǎn)的型號(hào)為PH135X1C8DZD2的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，其參數(shù)如下：型號(hào)單位PH135X1C8DZD2排量cm3/rev制冷量W2280功率W750COPW/W電流A噪音dB59電容μF25油量ml400重量kg12 第三章 制冷系統(tǒng)輔助部件的選型為了保證制冷系統(tǒng)能安全有效運(yùn)行，輔助設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。常用的輔助設(shè)備有截止閥，電磁閥，單向閥，干燥過濾器，安全閥，液視鏡等。 截止閥的選型在制冷回路上，為安裝和維修的方便而設(shè)置截止閥。它有二通閥和三通閥兩種型號(hào)。三通閥帶有一個(gè)旁通孔。通常在氣態(tài)制冷劑通道上安裝三通閥，而在液態(tài)制冷劑通道既可安裝二通閥，也可安裝三通閥。以下的截止閥適用于以R2R407C和R134a等為制冷劑的制冷系統(tǒng)中，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿并按規(guī)定扭矩上緊，可以關(guān)閉閥的內(nèi)部通路。反之可打開。在維修時(shí)作為檢修閥，用來抽真空、添加制冷劑等。以下是浙江三花集團(tuán)生產(chǎn)的部分截止閥的型號(hào)：選用型號(hào)為和FSVA2和FSVJA4的截止閥。 干燥過濾器的選型制冷系統(tǒng)中含微量的空氣和水分，再加上制冷劑和冷凍潤(rùn)滑油中含有的少量水分，若其總含水量超過系統(tǒng)的極限含水量，當(dāng)制冷劑通過毛細(xì)管或熱力膨脹閥節(jié)流降壓時(shí)，制冷劑中含有的水分就可能在毛細(xì)管進(jìn)口或熱力膨脹閥的閥芯處凍結(jié)成小冰塊，堵塞毛細(xì)管或熱力膨脹閥的閥芯通道，使空調(diào)器制冷系統(tǒng)不能正常工作。另外，空調(diào)制冷系統(tǒng)中還有可能含有一些贓物和其他雜質(zhì)，若不把它們除掉，也可能堵塞毛細(xì)管或膨脹閥的閥芯處。所以，空調(diào)器一般都要安裝干燥過濾器。干燥過濾器在氟利昂制冷系統(tǒng)中，采用無(wú)縫鋼管作為殼體，～，兩端蓋用螺紋與筒體聯(lián)接并用錫焊焊牢。一般安裝在液管段的供液電磁閥前的管道中。同時(shí)在筒體標(biāo)有流向指示符號(hào)，避免發(fā)生安裝錯(cuò)誤。在實(shí)際的氟利昂系統(tǒng)中常常將過慮筒體內(nèi)填充干燥劑，使過慮和干燥功能合而為一，叫做過濾干燥器。干燥劑一般采用無(wú)水氯化鈉、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等，以吸收制冷劑液體中的水分。以下是浙江三花集團(tuán)生產(chǎn)的部分干燥過濾器的型號(hào)：選用型號(hào)為BG2型的干燥過濾器。在本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，制冷循環(huán)有無(wú)回?zé)岬倪x擇需要用到電磁閥來改變制冷劑的流向。電磁閥一般是指二通電磁閥。特殊的有三通和四通電磁閥，二通電磁閥作為自動(dòng)截止閥，起使流動(dòng)截止和接通的作用。三通和四通電磁閥作為自動(dòng)切換閥，起使流動(dòng)換向的作用。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)可用三通電磁閥也可用二通電磁閥，在這里選用上海奉申制冷控制器有限公司的電磁閥，有關(guān)規(guī)