【正文】 = （）00koq??? （） mfifioaaq??????)1( )( oo ???????（＝）選取不同的 （單位為℃）進(jìn)行迭代計算，計算結(jié)果列于表 ：0? 表 計算結(jié)果0q/℃0式（） ( )2/mW式（） ( )0q2/mW 當(dāng) =℃ 時，兩式 誤差已很?。〒?jù)文獻(xiàn)[1，79] 所述，誤差不大于 3%，可認(rèn)0?0q為符合要求） ，取 = ，與假定的 6000 相差 %，據(jù)文獻(xiàn)0 2/mW2/mW[1，79]所述, 誤差不大于 15%且計算值稍大于假定值，可認(rèn)為原假定值及初步結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 實際所需換熱面積= （）??qQ2m初步結(jié)構(gòu)設(shè)計中冷凝傳熱面積為 155 ，較傳熱計算實際所需換熱面積小2%。參看文獻(xiàn)[1 ，79] ，在滿足負(fù)荷要求前提下，所布置的傳熱面積較計算所需的傳熱面積大 10%左右，因此，必須加長換熱管長，現(xiàn)取換熱管有效單管長 = m 時，l則實際換熱面積為 ，負(fù)荷富裕量達(dá) %。2m 阻力計算 冷凍水的流動阻力計算 冷凍水流動時的阻力按文獻(xiàn)[4，232]中式（971）計算，其中沿程阻力系數(shù) 為 ? （）0248..??efR＝?冷凍水的流動阻力 為 iP? （）?? iluNd?????????? = )]12(.[ ????? ＝ Pa式中，N——管程；——左、右兩管板外側(cè)端面間的距離，每塊管板厚度為 35 mm （見后面結(jié)構(gòu)tl確定） ，則 =（+ ）m 。t考慮到外部管路損失，冷凍水泵的總壓頭約為 （）MPaPi .39。 ?????? 冷凍水泵的總壓頭與離心水泵的功率取離心水泵的效率 = ，則水泵所需的功率 為?eP= wPqve .39。 ????（） 則選取的離心水泵的功率至少不小于 。 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 筒體根據(jù)文獻(xiàn)[3]表 可知，當(dāng)換熱管外徑 d0=19mm 時，換熱管中心距為 s=25mm，分程隔板槽兩側(cè)相鄰中心距 IE=38mm。根據(jù)文獻(xiàn)[3，47]可知，熱交換器管束最外層換熱管表面至殼體內(nèi)壁的最短距離b= 且不小于 8mm,故本設(shè)計取 8mm。根據(jù)文獻(xiàn)[5]表 63,選用殼體經(jīng)濟(jì)壁厚 9mm，故經(jīng)計算得出的殼體最小外徑：D=476+29=494mm. （） 又根據(jù)滿液式蒸發(fā)器上程管排頂部應(yīng)預(yù)留一定空間的特殊性，查文獻(xiàn)[6]選外徑D=500mm，厚 δ=9mm 的無縫鋼管作為殼體。由于壁厚取 9mm,所以殼體內(nèi)徑為：D i=50029=482mm。 （）此時實際長徑比為 ()?il根據(jù)文獻(xiàn)[3 ，55] ，目前所采用的換熱管長度與殼體直徑之比，一般在 4～25 之間，通常為 6～10，故合理 。 管板 管板選用直接焊于外殼上并延伸到殼體周圍之外兼作法蘭，管板與傳熱管的連接方式采用脹接法。根據(jù)文獻(xiàn)[1]表 38，換熱管外徑為 19mm 時，管板最小厚度不小于 16mm，根據(jù)文獻(xiàn)[5]表 66，查得與管子連接方式有關(guān)的系數(shù) =,與管板兼做法蘭有關(guān)的系數(shù)1f=，由文獻(xiàn)[5]公式（64）得管板厚度：2f= (17+ ) t1f2iD=(17+482)= （）實際可取 =管孔直徑 dp，根據(jù)文獻(xiàn)[1]表 35 得：換熱管外徑 d0：19mm 允許偏差 024.? 管板管孔徑 dp： 允許偏差 ?? 法蘭 根據(jù)殼體外徑 DN=500mm 和文獻(xiàn)[7] 表 4，選用外徑 D=715mm,內(nèi)徑B=，厚度 C=46mm 的法蘭。法蘭固定螺栓孔中心圓直徑 K=650mm，螺栓孔孔徑 L=33mm，螺栓規(guī)格為 M30，螺栓數(shù)量 n=20，法蘭密封面 d=609,f=2。 端蓋 如圖 ，根據(jù)文獻(xiàn)[5，112113]，設(shè)計時選端蓋厚度為 S=9mm,連接螺栓處厚度，現(xiàn)取 L=30mm,球面半徑 R= ＝482mm，球面高度iDL） ％～＝ （ 1025. iD，現(xiàn)取 ＝120mm，端蓋其余尺寸如圖所示：iih)3~(?ih圖 端蓋尺寸 分程隔板根據(jù)文獻(xiàn)文獻(xiàn)[5]，分程隔板厚度選 ，焊接在端蓋上。m9?? 支撐板與拉桿根據(jù)文獻(xiàn)[3]表 和表 ，換熱管外經(jīng) d=19mm,支撐板最大無支撐跨距為1300mm，可取其無支撐跨距為 650mm，則支撐板數(shù)目為 6，支撐板厚度為 8mm，直接焊在拉桿上固定。根據(jù)文獻(xiàn)[3，5152]可知，換熱管外徑 14mm≤d≤25mm,拉桿直徑 d =12mm，公稱n直徑 DN=500mm＞400mm,拉桿數(shù)量為 4。 封頭和支座根據(jù)文獻(xiàn)[5]表 68 取封頭的厚度為 8mm。參考文獻(xiàn)[1]表 39 取支座尺寸：L=460mm ，K=380mm支座在冷凝器中的位置的確定：若冷凝器的主體部分長度（兩管板外側(cè)端面的距離） ＝=3870mm,tl殼體平均直接 ＝482mm，支座鋼mD板厚度中心線處與管板外側(cè)的距離 圖 支座尺寸 ?即 ，可取 =300mm。 墊片的選取查文獻(xiàn)[8]選取墊片材料為石棉，具有適當(dāng)加固物（石棉橡膠板） ；基礎(chǔ)參數(shù)為厚度δ=, 墊片外徑為 715mm，內(nèi)徑為 508mm,設(shè)計壓力為 ,墊片系數(shù) m=,比壓力 y=。 螺栓的選取根據(jù)法蘭及端蓋的厚度，查文獻(xiàn)[9]附表 21，選螺栓（GB/T5782 －2022） M3080，螺紋規(guī)格 d=M30，公稱長度 l＝110mm, 性能等級為 級，表面氧化，B 級的六角頭螺栓。其他參數(shù)為： ， ， ，???,mlf6?k=,e=,s=45mm,b=66mm。殼體外表面到螺栓中心線的距離 S=75mm，管板法蘭到螺栓中心線的距離 Sa=。 連接管的確定冷凍水進(jìn)出口連接管水的流量 = ，選流速 ，故管內(nèi)徑vsqsm/3smu/2? () udvi ???查文獻(xiàn)[6]可取無縫鋼管 mm。80?制冷劑連接管由原始數(shù)據(jù)查 R22 的 圖得，蒸發(fā)器進(jìn)口處 ，蒸發(fā)器hp?lg kgm/????出口 ，制冷劑的質(zhì)量流量已求出 。km/???? sq2液體的體積流量= () 1vq 33,. ????s/蒸氣的體積流量 ()..312???mv sm/3進(jìn)液接管的內(nèi)徑（選液體流速為 ）u1? () uqdvi 31????圓整后，查文獻(xiàn)[6]取無縫鋼管 m65?出氣接管內(nèi)徑（選蒸汽流速為 ）su/2? ()uqdvi ???圓整后，查文獻(xiàn)[6]取無縫鋼管 。?smu/?‘ 3 管殼式冷凝器設(shè)計設(shè)計 冷凝器熱負(fù)荷的確定 圖 表 壓焓圖各狀態(tài)點的值 狀態(tài)點 t(℃) h(kJ/kg) V(m3/kg) 10? 1＇ 2 1 5 2 — — 3 40 4 37 — 5 — 單位質(zhì)量制冷量： ()kgJhq /????制冷劑質(zhì)量流量： ()skgqQm/ 冷凝器的熱負(fù)荷為： KW （）???k式中，ψ——冷凝器的熱負(fù)荷系數(shù)，根據(jù) 2℃ ， 40℃查文獻(xiàn)[10]圖 得ot?ktψ= 結(jié)構(gòu)的初步規(guī)劃 結(jié)構(gòu)型式 系統(tǒng)制冷量為 930kW，制冷量相對較大，選用管殼式冷凝器較為合適。 污垢系數(shù)的選擇 冷卻水的平均溫度 ℃,制冷劑的冷凝溫度 =40℃,參考文獻(xiàn)[4]3421??twtmkt表 91 取管外側(cè)熱阻 = m2?℃/KW，管內(nèi)側(cè)熱阻 =?℃/KW?0 ?i 冷卻水的流速 初步設(shè)計機(jī)組每天運行 10 小時，則每年運行小時數(shù)約為 3000～4000。參看文獻(xiàn)[1]表 32 中數(shù)據(jù)，取冷凍水流速 u = 。 管型選擇 參考文獻(xiàn)[1,7071]中所述及表 34。本次設(shè)計選取表 34 中的 3 號管：19mm，因其增強(qiáng)系數(shù)相比較大，有利換熱。其有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：?管內(nèi)徑 =14mm ，翅頂直徑 = ，翅厚 = ，翅根管面外徑idtdt?= ，翅節(jié)距 =，翅高 h＝。bdfs單位管長的各換熱面積計算如下：每米管長翅頂面積： = = = （）datfs???m/2每米管長翅側(cè)面積： = = = （）f2()tbf?22(.)?/2每米管長翅間管面面積： = = （）bad()fts?.5(.)???= m/2每米管長管外總面積： = + + = （）ofadfba每米管長管內(nèi)面面積： = = = （）i?i?/2 冷卻水流量 取冷卻水進(jìn)出口溫度的平均溫度為定性溫度， = ℃=34 ℃。mt236?由文獻(xiàn)[2]附錄 9 中查得其有關(guān)物性參數(shù)如下： ρ=, Cp =(kg*k).所以冷卻水流量 為：qvs=()???tQk? 估算傳熱管總長 參看文獻(xiàn)[1，75] ，按管外面積計算熱流密度 ，在設(shè)計條件下，熱流密度 可在0q0q5000～7000 范圍內(nèi)取值。本設(shè)計假定 = 4600 。2/mW2/mW則應(yīng)布置的傳熱面積： = = ()ofA0kQq＝?應(yīng)布置的有效總管長： L = = ()? 確定每流程管數(shù) Z，有效單管長 及流程數(shù) N l 冷卻水的流速 u = m/s，冷卻水流量 = ，Z = = = （根） ()24viqd??圓整后取 Z =172 根。則實際水流速 = ()?dquiv ms對流程數(shù) N、總根數(shù) NZ、有效單管長 、殼體內(nèi)徑 及長徑比 進(jìn)行組合計算，liDil/組合計算結(jié)果如表 所示表 組合計算結(jié)果流程數(shù) N 總根數(shù) NZ 有效單管 /ml殼體內(nèi)徑 /mi長徑比 iDl/2 344 4 688 6 1032 參看文獻(xiàn)[1，76] ，在組合計算中，當(dāng)傳熱管總根數(shù)較多時，殼體內(nèi)徑 可按下式iD估算： (?～ ） s式中 s——相鄰管中心距， ，單位為 m；0(?～ ） ——管外徑，單位為 m。0d系數(shù) 的取法：當(dāng)殼體內(nèi)管子基本布滿不留空間時取下限，～一定空間時取上限。 （本設(shè)計取下限計算 ）?s查看文獻(xiàn)[1]表 ，由 =19mm 查得：換熱管中心距 s = 25 mm ，分程隔板槽兩0d側(cè)相鄰管中心距 = 38mm ，由此估算得 。El i參看文獻(xiàn)[1 ，76] ，長徑比 一般在 6～8 范圍內(nèi)較為適宜，長徑比大則流程數(shù)少，iDl/便于端蓋的加工制造。當(dāng)冷凝器與半封閉式活塞式制冷壓縮機(jī)組成機(jī)組時應(yīng)適當(dāng)考慮壓縮機(jī)的尺寸而選取更為合適的冷凝器的長徑