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满液式蒸发器传热面积计算与校核方法

时间:2016-08-18 09:34:03; 来源:V客暖通网 作者:杜国良 褚衍亮

故修正后的平均温差为:

暂设定满液式蒸发传热系数U取6 000 W/(m2·K),估算的换热面积求解关联式为:

式中  Qe——蒸发器热负荷,即制冷量564 kW。

2.4  传热面积详细计算

根据上述得到的传热面积,选择外径为19.05 mm光管壁厚为1.1 mm的外齿内螺纹高效蒸发管,查得相应的管型参数如下:名义外径Do、名义内径Di、齿根径Dr、管内实际表面积Ai,act、管导热系数λt,换热管长度Lt暂取3.2 m,根据估算的换热面积A,可以求出估算的换热管数量Nt为129根。同时选取水侧流程数为两个。

2.4.1  管内对流传热系数计算

冷水流量计算如下:

式中  Mw——冷水质量流量;

Vw——冷水体积流量。

管内总流通截面积Ai:

管内冷水平均流速与无量纲因次-雷诺数:

Sieder-Tate等通过实验给出了加热流体对流传热的计算模型(范围:Lt/Di≥60,Pr=0.7~16 700,Re≥104),我们结合现有蒸发管换热的特点,对该计算模型进行修正,修正后的管内传热系数关联式为:

   

2.4.2  管外蒸发传热系数计算

由于蒸发沸腾传热的复杂性,目前各类对流传热准则式计算结果与实验结果偏差较大。本文将使用通过换热管传热试验数据的推导模型,来获得更为准确的管外传热系数。蒸发传热热流密度为:

管外对流传热计算公式为:

式中  C1——管束影响系数,C1

C2、C3——取7.932和0.290 4,其值与换热管加工的管型有关;

C4——管间距影响系数,C4

Pth——换热管间距,取22.5 mm。

2.4.3  综合传热系数计算

根据傅里叶定律得出,单层圆筒壁即换热管管壁导热热阻为:

根据热传递方向,热量分别从管内经过导热再传递到管外的过程,并考虑污垢系数影响后的综合传热系数方程式为:

通过上述方式的蒸发传热系数计算结果对比原设定的6 000 W/(m2·K)偏差为0.2%,属于允许偏差范围内。

2.4.4  水侧压降校核

在换热管传热实验过程中,同样获得了管内水流动摩擦阻力系数ζi与雷诺数Rei的方程式:

上式中,拟合系数C5取0.46,C6取0.21。

总水压降为每个流程的沿程阻力加上流经两侧水箱的局部阻力,方程式为:


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