【正文】 /(185)m/( 223 2 KmWKWPNu La ???? ???? ? ??? (4)制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α r 根據(jù) tc=℃ ，查 R134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表和熱物理性質(zhì)圖，可以求得： 液態(tài)制冷劑的密度： ρ ?=。取迎面風(fēng)速為 va=。 (1)確定制冷劑和空氣流量，根據(jù) tc=℃ 和排氣溫度 td=℃ ，以及冷凝液有 5℃ 過冷，查 R134a 熱力性質(zhì)表，可得排氣比焓hd=，過冷液體比焓 h4/=,于是制冷劑的質(zhì)量流量qm,r 為 qm,r= sKgsKghh d /,4C / ?? ?????? 取進(jìn)出口空氣溫差 ta2ta1=12℃ ，則空氣的體積流量 qv， a 為 ? ? smsmttC Q aaapa cav /, ??????? ? (2)結(jié)構(gòu)初步規(guī)劃 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 冷凝器選用平流式結(jié)構(gòu)，多孔扁管截面與百葉窗翅片的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如下圖所示：翅片寬度 wf=16mm，翅片高度 hF=，翅片厚度δF=，翅片間距 pF=，百葉窗間距 pL=，百葉窗長(zhǎng)度lL=，百葉窗角度α L=27 176。在此選用 m=. Qc= 5446=7624W 2）冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 該設(shè)計(jì)中制冷劑為 R134a 的空氣冷卻式冷凝器，換熱量 Qc=7624W，冷凝液有 5℃ 過冷，已知壓縮機(jī)在 te=5℃ ， tc=℃ 時(shí)，排氣溫度 td=℃ ，空氣進(jìn)風(fēng)溫度 tal=35℃ 。 1)干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)，取 ?=，則在散熱板內(nèi)孔內(nèi)，制冷劑氣液兩相均為紊流工況的 Lockhart－ Martinelli 數(shù) Xtt和關(guān)聯(lián)系數(shù) F(Xtt)分別為 ) () () ()()()1( 2 ??????? ?? nlvvlnttX ?????? )()()( 37 ????tttt XXF 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 制冷劑兩相流折算成全液相時(shí)，在折算流速下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α l 為 )/(1351)()()1()1(263,KmWCqDqA plAmrnlrhAmrl?????????????????????????? ?????????? 制冷劑兩相流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) r? 為 )/(1 2 8 5 20 2 5 1 1 3 2 0)(Pr 22 KmWXF ttllr ?????? ?? 2)過熱區(qū) 制冷劑側(cè)的雷諾數(shù) Reeq,r、普朗特?cái)?shù) Prv、努塞爾數(shù) Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) v? 分別為 6 3,q ?? ???? ? ?vrhAmrre Dq ? Prv= 6 . 9 9254 7 2 0 8 5 ?????Nu )/(1725)m/( 223 3,KmWKWDNurhvv ???? ???? ? ??? 3)干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū) 取 ? =，則把 ? = 代入干燥點(diǎn)之前的兩相換熱公式，計(jì)算得 K)W /( m11787 2do ??? ，于是 r? 為 )/(7 7 6 5)1 7 2 51 1 7 8 7()5 4 0 8 5 4 0 8 (11 7 2 5)()1(12KmWvdododovr???????????????????????????? ??????? )/(.46 9 7 0%201 2 8 5 2%301 7 2 5%507 7 6 5 2 KmWr ????????? )K/(.2264)K/(.5386.4697011111K22,r??????????mWmWrAAaeqara?? 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 而對(duì)數(shù)平均溫差Δ tm 為 CCtttteaea???????????? 527ln.21127lnttt212a1am 取Ψ = 22e mmtKQAmo ?????? ? 與前面計(jì)算出的 的相對(duì)誤差 為 % (7) 計(jì)算空氣阻力損失 Δ Pa 按下式計(jì)算空氣側(cè)摩擦阻力因子 f 為 3pL107 1 . 9 77 . )7 . 9(4 1 4 4 5 )(???????????? FLFLL hPhlhf 則空氣側(cè)阻力損失Δ Pa 為 PaPD fwp aaFa 2332m a x,aah???? ?????? ????， 最后根據(jù)空氣阻力和風(fēng)量選擇風(fēng)機(jī)。 s) 氣態(tài)制冷劑的熱導(dǎo)率 λ v= 103W/(m一共 22 塊散熱板，分兩個(gè)流程，每個(gè)流程11塊散熱板， 則 mmmhh Al FT of ac eT )( )(3, ??? ?????? 取 Tl = (6) 計(jì)算制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 由 te=5℃ ，查 R134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表及熱物理性質(zhì)圖，可得： 液態(tài)制冷劑的密度 ρ l= 液態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度 μ l= 106kg/(m 求出析濕系數(shù)ξ為 )( )( 21, 21 ???????? aaap aa ttc hh? 于是，濕工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α eq， a為 α eq， a=ξα a= =(m2 K)、普朗特?cái)?shù) Pr= 等熱物理性質(zhì)，并計(jì)算出空氣側(cè)的雷諾數(shù) Rea、傳熱因子 j、努塞爾數(shù) Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α a。 . 1) 每米散熱板長(zhǎng)內(nèi)表面積 Ar 為： )/(101 1 3)/(10)(2)(2Ar 2323 mmmmwh HH ?? ???????? 2) 每米散熱板長(zhǎng)迎風(fēng)面積 Aface為： )/(101 0 . 9/ m )(m10)(hhA 2323FTf a c e mm??????? 每米散熱板長(zhǎng)翅片表面積 Af， a 為： )/()( 23233af mm?????????， 3) 每米散熱器長(zhǎng)總外表面積 Aa 為： )/()/( 23233, mmmmAA afaba ???????? 4) 肋通系數(shù) a ： 3a ????f ac eA 5) 百葉窗高度 hL 為： )()( 33LLL mmmm ?????? ? 6) 散熱板內(nèi)孔水力直徑 Dh， r 為 ： 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 )(72 6 )(22)2(22h4, mmmmwhwDHHHHrh ??????? ??????? 7) 翅片通道水力直徑 Dh， a 為 ： )()()()( )()(2)()( ))((2D , mmmmhp hp FFFF FFFFah ???? ???????? ??? ?? ?? 8) 干工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算，選取迎面風(fēng)速ν a=3m/s，根據(jù)已知條件求最小截面處 風(fēng)速ν a， max 為 skgskghhphhpFFFLFTFFa//10)()(10)(10))((10)(10633633m a x,a?????????????????????????????????????????? 按空氣進(jìn)出口溫度的平均值 Cta ??20 ,查取空氣的密度 ρ =、動(dòng)力粘度 μ = 106kg/(m （ 1）由設(shè)計(jì)任務(wù)中的條件 te=5℃ ，過熱度為 5℃ ，可知蒸發(fā)器出口制冷劑溫度為 tr2=10℃ 。 該壓縮機(jī)具體參數(shù)如下： 排量cm3/r 缸數(shù) 缸徑 mm 行 程 mm 最 高 轉(zhuǎn)速 r/min 制冷劑 潤(rùn)滑油 功耗 W 7 6500 R134a AAI 125cm3 42 空調(diào)蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器為板翅式蒸發(fā)器，通過負(fù)荷計(jì)算可知在夏季需要向車內(nèi)提供 5446W 的制冷量，采用 R134a 制冷劑，蒸發(fā)溫度 te=5℃ ，蒸發(fā)器出口過熱度為 5℃ 。 根據(jù)壓縮機(jī)的計(jì)算， 查其產(chǎn)品使用說明書知 理論排氣量 Vth=；制冷量可達(dá) Qet=；質(zhì)量輸氣量 qmr,t=；壓縮機(jī)的軸功率Pe,t=。 (7) 測(cè)試工況下，壓縮機(jī)所需軸功率 Pe,t 為： Pe,t= Pi,t +Pm,t=+=。 (5) 測(cè)試工況壓縮機(jī)指示功率 Pi,t為： Pi,t= Pts,t/η i,t=。 (3) 測(cè)試工況下壓縮機(jī)的 理論等比熵功率 Pts,t為： Pts,t= Wts,t?qm,t= 4857=。 6） 確定測(cè)試工況下壓縮機(jī)所需軸功率 (1) 根據(jù) Pd,t和 Ss,t，查表得壓縮機(jī)等比熵壓縮終了的制冷劑比hd,s= KJ/Kg， 制 冷劑溫度 td,s=℃ 。于是所選壓縮機(jī)在測(cè)試工況下所需制冷量是： Qe,t=Qe,c(λ t/λ c)(qv,t/qv,c)= 11 。 (6) 測(cè)試工況壓縮機(jī)單位體積制冷量 qv,t 為： qv,t=qc， t/υ st=。 (4) 根據(jù)膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4=tc,t△ tsc,t=℃ ，查表得膨脹閥前制冷劑 液體比焓 h4=。 壓縮機(jī)吸氣壓力 Pst=pe,t = Pd,t=Pc,t =1700KPa。不考慮 壓縮機(jī)吸氣管路 及 排氣管路的壓降。壓縮機(jī)的吸氣溫度ts,t=t1/=7℃ 。制冷劑的蒸發(fā)溫度 Te,t=5℃ 。 該工況壓縮機(jī)所需制冷量 Qe,c= qe,cq m,c= 478=。 (3) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的單位體積制冷量 qv,c 為： qv,c= qe,c/υ s=。設(shè)該余量為 10%，則制冷系統(tǒng)所需 制冷量 Qe,s為： Qe,s=Q s= 5446W=5991W 3） 將額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷量換算成壓縮機(jī)所需制冷量 (1) 額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷劑的單位質(zhì)量流量 qm,s 為： 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 qm,s= Qe,s/ qe,s=。 (4) 在額定空調(diào)工況下，蒸發(fā)器的單位制冷量 qe,s為： qe,s=h1— h5,=— =。 (2) 蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為： t1=te+△ tsh=5℃ +5℃ =10℃ 。 (3) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的指示效率 η i 為： η i=Te/Tc+b*te=(5+)/(+)+ 5= (4) 額定工況下，壓縮機(jī)的排氣比焓為： hd=hs+(hd,s— hs)/η i=+(— )/= KJ/Kg (5) 根據(jù) Pd 和 hd，查 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：額定工況下壓縮機(jī)的排氣溫度 td=℃ 。 根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T290251991,選擇如下芯子： 冷卻管選取高頻對(duì)焊型冷卻管Ⅳ型號(hào)， 1b =2mm ,L=16m, 選用 2D 型雙排冷卻管，如圖 1 冷卻型號(hào) 規(guī)格 B1 L Ⅰ 2 13 2 13 Ⅱ 14 14 Ⅲ 15 15 Ⅳ 2 16 2 16 Ⅴ 19 19 圖 1 空調(diào)壓縮機(jī)的選用 （ 1） 確定壓縮機(jī)的的排氣壓力，吸氣壓力，排氣比焓及溫度 在這里忽略壓縮機(jī)吸氣管路和排氣管路的壓力損失， 根據(jù) 任務(wù)書中的已 知條件可 知制冷劑 R134a 在額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力分別為 ： 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 Pd=1700Kpa PS= 。從結(jié)構(gòu)上分主 要有管片式和管帶式兩種（如圖 1）。 ?? — 散熱管導(dǎo)熱系數(shù)，純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為 230W/,換算為197 .8 . ?2千 卡 /米 小 時(shí) .C ?? — 散熱管壁厚， L? — 散熱管到空氣的散熱系數(shù)，當(dāng)流過散熱管的空氣流速為 10～20m/s 時(shí)