【正文】 mr,eq） /（π Dn,rμ l） =（ 4 103） /（π 103 106） =34346 Nu= Reeq， = =158 制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ar為 ar=（ Nuλ l） /Dn,r=（ 158 103） /（ 103） =4150W/（ m2mr,eq為 q39。 k） （ 3）用同樣的方法可獲得第三流程的參數(shù)。mr,eq= qmr,eq/（ 4 8） = 103kg/s Reeq， r=（ 4 q39。 當量制冷劑質(zhì)量流量 q39。 則 Nu= = 制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ar為 ar=（ Nuλ l） /Dn,r=（ 103） /（ 103） =2073W/（ m2mr,eq= qmr,eq/（ 4 12） = 103kg/s Reeq， r=（ 4 q39。 其中： vl：運動粘度，查得 vl= 106； al：熱擴散率，查得 al= 106； 則 PrL=（ 106） /（ 106） = 冷凝器中，由于制冷劑進口過冷，因此計算制冷劑當量流量時，取平均干度χ =，于是當量制冷劑質(zhì)量流量 qmr,eq為 qmr,eq=[（ ） + ] =（ 1）第一流程的參數(shù)計算 單一內(nèi)孔當量制冷劑質(zhì)量流量 q39。 s） 液態(tài)制冷劑的導熱率λ l= 103 W/（ m PL） /μ =（ 103） /（ 106） =745 Nu=cReamPrn(Pr/Prw)k(s1/s2)pcφ cz 式中： Prw：管壁溫度下的普朗特數(shù) ,Pr/Prw≈ 1； s1:橫向節(jié)距； s2：縱向節(jié)距； cz:管排修正系數(shù)，當 z≥ 20時， cz=1； cφ ：流體斜向沖刷管束時的修正系數(shù) ,取 cφ =1； c， m， n， k， p：系數(shù)和指數(shù)； 則 Nu= =17 aa= Nuλ /PL=17 102/（ 103） =417W/（ m2 k）；普朗特數(shù) Pr=，并計算出雷諾數(shù) Re，努塞爾數(shù) Nu及空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) aa； 37 Re=（ρ 36 圖 313 根據(jù)初步規(guī)劃（如上圖所示），可計算下列參數(shù)： （ 1）每米管長扁管內(nèi)表面積 Ar為 Ar=[2（ 2+） 103] 4= 102m2/m （ 2）每米管長扁管外表面積 Ab,a為 Ab,a=2（ 16+3） 103= （ 3）每米管長翅片表面積 Af， a為 Af， a=2 103 16 103 1/（ ） = （ 4）每米管長總外表面積 Aa為 Aa=Ab， a+Af， a=+= （ 5）百葉窗高度 hL為 hL= PL tanα L=（ tan27?） = （ 6）扁管內(nèi)孔水力直徑 Dn， r為 Dn， r=（ 4 2 ） /[2（ 2+） ]= （ 7）翅片通道水力直徑 Dh， a為 Dh， a=[2（ ）（ ） ]/[（ ） +（ ） ]= 空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) aa 最小截面處風速 va,max為 va,max=[6 （ +3） ]/[（ ）（ ） ]= 按空氣進出口溫度的平均值 Ta=（ Ta1+Ta2） /2=（ 38+50） /2=44℃，查取空氣的密度ρ=，動力黏度μ = 106kg/（ m 圖 312 平行流式冷凝器 本次設計采用平行流式冷凝器，多孔扁管截面與百葉窗翅片的結(jié)構(gòu)型式及尺寸如圖313所示：翅片寬度 WF=16mm；翅片高度 hF=；翅片厚度δ F=，翅片間距 PF=；百葉窗間距 PL=；百葉窗長度 lL=；百葉窗角度α L=27?；多孔扁管分四個 內(nèi)孔，每個內(nèi)孔高度為 2mm；寬度為 ，扁管外壁面高度為 3mm，寬度 WT=16mm，分三個流程，扁管數(shù)目依次為 1 5。而平行流式則在兩條集流管間有多條扁管相連，將幾條扁管隔 成一組，形成進入處管道多，逐漸減少每組管道數(shù)，如圖，實現(xiàn)了冷凝器內(nèi)制冷劑溫度及流量分配均勻，提高了換熱效率。 (a) (b) 圖 311 鰭片式冷凝器 （ a)散熱管銑削出的鰭片 （ b）冷凝器外形 4）平行流式冷凝器 平行流式冷凝器是為適應 R134a 制冷劑而研制的，是在管帶式冷凝器的基礎上發(fā)展起來的，其區(qū)別在于，管帶式冷凝器自始至終只有一條呈蛇形彎曲的扁管，流程長，壓力損 35 失大。由于管和鰭片式一個整體，不存在接觸熱阻，所以散熱性能比管帶式冷凝器高 5%。這種冷凝器的傳熱效率比管片式冷凝器高 15%～ 20%，但工藝復雜，焊接難度大，而且對材料性能要求高，所以一般僅用在小型汽車的制冷裝置上。兩者使用焊接技術以保證接觸良好。這種冷凝器的散熱效率低，且 清理焊接氧化皮較麻煩。即用脹管法將呂翅片脹緊在紫銅管上，管端部用 U形彎頭焊接起來。查 HFC134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)圖表，可得排氣比焓 hd=，過冷液體比焓 hsc=，于是制冷劑的質(zhì)量流量 qm,r為 qm,r=Qc/（ hdhsc） =6880/[（ ） 1000]=取進出口的空氣溫差 Ta2Ta1=12℃，則空氣的體積流量 qv,a為 qv,a=Qc/[ρ aCa（ Ta2Ta1） ]=6880/( 103 12)= 冷凝器結(jié)構(gòu)的選擇 : 可選用的冷凝器有管片式冷凝器、管帶式冷凝器、鰭片式冷凝器和平行流式冷凝器。此處取 。 冷凝器的計算與選擇 冷凝器的熱負荷可用公式 Qk=mQe求得 式中 : Qk：冷凝器的熱負荷； Qe：蒸發(fā)器的制冷量； m:負荷系數(shù)。 k） 對于對數(shù)平均溫差為 ? tm=（ talta2） /ln{（ ta1te） /（ ta2te） }=（ ） / ln{（ 275） /（ ） }=℃ A0=Qe/（ k k） 計算總傳熱系數(shù)及傳熱面積 : 如忽略管壁熱阻及接觸熱阻，忽略制冷劑側(cè)污垢熱阻取空氣側(cè)污垢熱阻 ra= （ m3 s） ar=av+{1[（χ χ d0） /（ 1χ d0） ]}（ ad0av） = 942+{1[（ ） /（ ） ]}（ 8071942） =5665 W/（ m2 Xtt ,d0=[（ 1χ d0） /χ d0]1W/2（ρ l/ρ v） （μ v/μ l） n/2 =[（ ） /]（ ） （ ） = F（ Xtt,d0） =（ 1+） =（ 1+） = al,d0=A[qmr， A（ 1χ d0） Dh,r/μ l]hqmr， A（ 1χ d0） c = [（ ） 103/ 106] （ ） 1351 = 5905 W/（ m2 則 Nu= 1 1 = av=（ Nuλ v） /Dh， r=（ 103） / 103=942W/（ m3 s） 制冷劑兩相流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α r為 α r=α （ Xtt） = =8978W/（ m2在此，取過熱蒸氣區(qū)為 20%，于是可以計算出干燥點之前的兩相區(qū)約為 28%，干燥點之后的兩相區(qū)約占 52%。 Dh， r/μ core = 103/（ 106） =57433 干度平均值為 χ do=+627 =+627 = 由上面的計算可以看到，制冷劑干度從 ～ ～ 1變化，后還有過熱蒸氣區(qū)。 Dh， r2） =[（ 103） 2] = （ m2/（ 1/4動力黏度μ core的平均值為 μ core=1/[χ /μ v+（ 1χ） /μ l]=1/[+（ ） /] = 每一散熱板制冷劑質(zhì)量流量 31 qmr,eq39。 計算制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) : 由 te=5℃，查 HFC134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)圖表及熱物性圖，可得： 液態(tài)制冷劑的密度ρ L=液態(tài)制冷劑的動力粘度μ l= 106 液態(tài)制冷劑的普朗特數(shù) PrL=vl/al=（ 106） /（ 106） = 氣態(tài)制冷劑的導熱率λ v= 103 W/（ m k） 初估迎風面積和總傳熱面積 : （ 1） 計算干空氣流量 qm,a為 qm,a=Qe/（ ha1ha2） =（ ） =（ 2）計算干迎風面積 Aface， o為 Aface， o=qm， a/ρ va=（ 5） = 103 m2 （ 3）計算以外表面為基準的總傳熱面積 A0為 A0=a Aface， o= 103= m2 （ 4）計算散熱板長度 lT。℃ ) 計算析濕系數(shù)與濕工況下空氣側(cè)表面系數(shù) : 30 設定出風溫度為干球溫度 ℃，濕球溫度 ℃，則比焓為 （干），同時已知蒸發(fā)器進風溫度為：干球溫度 27℃，濕球溫 度為 ℃，比焓為 （干）。 k），普朗特數(shù) Pr= 等物理性質(zhì)，并計算出空氣側(cè)的雷諾數(shù)，傳熱因子 J，努塞爾數(shù) Nu，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) aa。（ hH+ WH/2） ] =（ 4 2 ） /[2（ 2+） ] = 干工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算 : 選取迎面風速 va=5m/s，根據(jù)已知條件，求最小截面處風速為 : va,max=va{[PF 103（ hF+hT） 103]/[（ PFhcδ F）（ hFδ F） 106]} =5 {[ 103（ +3） 103]/[（ ）（ ）106]} =按空氣進出口溫度的平均值 Ta=20℃，查取空氣的密 度ρ =，動力黏度μ= 106 kg/（ m由此可計算出內(nèi)部流道尺寸 hH， WH分別為 hH=hT2δ T=（ ） = WH=WT2 =652 = （ 1） 每米散熱板內(nèi)表面積 Ar為 Ar=2（ hH+ WH） =2（ 2+） 103=113 103 m2/m （ 2）每米散熱板外表面積 Ab,a為 Ab,a=2（ hT+ WT） =2（ 3+65） 103 =136 103 m2/m 29 （ 3） 每米散熱板長迎風面積 Aface為 Aface=hT+hF=（ 3+） 103 = 103m2/m （ 4）每米散熱板長翅片面積 Af， a為 Af， a=2 103 65 103 1/（ ） = 103/m （ 5） 每米散熱板長總外表面積 Aa為 Aa= Ab,a+ Af， a=136 103+ 103= 103 m2/m （ 6） 肋通系數(shù) a a= Aa/ Aface= 103/= （ 7） 百葉窗高度 hc為 hc= L= tan37?= 103mm （ 8）散熱板內(nèi)孔水力直徑 Dh， r為 Dh， r=（ 4 hH 28 圖 37 層疊式蒸發(fā)器 本次設計采用管帶式蒸發(fā)器 散熱板及翅片與百葉窗尺寸見圖 38: 圖 38 散熱翅片及百葉窗 翅片：寬度 WF=65mm，高度 hF=，厚度δ F=，間距 PF=； 百葉窗間距 PL=，百葉窗長度 lL=，百葉窗角度α L=37?。單儲液室由于把具有分流、集合制冷劑功能的儲液室集中在蒸發(fā)器的下部，即僅集中在單側(cè)，則可使蒸發(fā)器正面面積當中進行熱交換的有效部分的比例增加。適用于使用 R134a 制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)中。 （ 3）層疊式蒸發(fā)器 如圖 37，層疊式蒸發(fā)器由兩片沖成復雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑通道，每兩片之間夾有蛇形散熱鋁帶。這種蒸發(fā)器換熱效率效率比管片式高 10%左右。管片式蒸發(fā)器與管片式冷凝器結(jié) 構(gòu)類似。 （ 1）管片式蒸發(fā)器 它由銅質(zhì)或鋁制圓管套上鋁翅片組成，經(jīng)脹管工藝使鋁翅片與圓管緊密接觸。 計算制冷劑進出口參數(shù) : 由制冷量和制冷劑循環(huán)量，可求出制冷劑進出口比焓差 ? hr為 ? hr =hr2hr1=Qe/qmr=取制冷劑進口干度χ =，則根據(jù)蒸發(fā) 溫度查 HFC134a 的 lgPh 圖，有 hr1= 27 kJ/kg，于是制冷劑出口比焓值