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1、课 程 设 计 设计题目：配用冷水机组的卧式壳管式冷凝器设计 设计目标：设计一台配用冷水机组的卧式壳管式冷凝器 设计参数：制冷剂：R134a 额定工况蒸发温度： 冷凝温度： 冷却水进口温度： 制冷量： 传热管：每英寸19片的滚轧低肋铜管,氟利昂卧式壳管式冷凝器的设计及计算 L1 氟利昂卧式壳管式冷凝器的结构及设计 3.1.1 卧式壳管式冷凝器的整体结构 图32为氟利昂卧式壳管式冷凝器的整体结构图,3L 2 卧式壳管式冷凝器的零部件及其设计 (1)传热管、传热管的布置及与管板的固定方式在氟利昂卧式壳管式冷凝器户较为适宜使用的低翅片管 是采用 l6mmx1.5mnl和 19mm 1.5mm的紫铜管
2、坯管轧制而成， 轧制后，其内径一般小于坯管内径。 另一种传热管是锯齿管，系车制而成， 其扭距较滚轧而成的低翅片管更密， 翅片外沿开有锯齿形缺口，锯齿管 内径与原坯管内径相同。 低翅片管的每米管长各有关面积按下列各式计算 每米管长翅顶面积 (单位为 m) 每米管长翅侧面积。(单位为 m,(2)壳体、管板及其连接方式 卧式壳管式冷凝器的壳体及管板内侧均承受冷凝压力，为受压元件，在必要时应进行强度计算，从而确定壳体和管板的厚度。在进行强度计算时，高压侧设计压力应高于在正常运转条件下制冷剂可能达到的与最高冷凝温度相应的饱和蒸气压力。制冷剂可能达到的最高冷凝温度及相应的饱和蒸气压力按表36取值。 当冷凝
3、温度介于表36中任意两个冷凝温度之间时冷凝压力应按相邻的较高冷凝温度确定，当冷凝温度高于65度时，则最高冷凝温度按实际可能达到的温度确定。,产品可靠性由固有可靠性和使用可靠性组成。 固有可靠性：是产品在设计、制造中赋予的，是 产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以控制的 使用可靠性：产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性，除考虑固有可靠性的影响因素外，还考虑产品安装、 操作使用和维修保障等方面因素的影响 固有可靠性高，使用条件好的产品可靠性较高 产品可靠性近似为二者乘积,一、可靠性定义与指标,维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行
4、规定状态的能力 维修性是产品质量的一种特性，即由产品设计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固有特性 保障性：系统（装备）的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力 与装备保障有关的设计特性充足和适 用程度 保障资源的充足和适 用程度,可用性：在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。 产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映 可靠性是从延长其正常工作时间来提高 产品可用性，而维修性则是从缩短因维修的停机时间来提高可用性 可信性：集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、维修保障 可信性的定性和定量具体要求是通
5、过可用性、可靠性、维修 性、维修保障的定性和定量要求表达的,氟利昂卧式壳管式冷凝器壳体的常用厚度为68mm。,(3)端盖 端盖多为灰口铸铁，亦可用钢板冲压焊制而成。端盖内侧 的若干筋板将其分成若干水胶，两端盖的水腔应互相配合以便冷却水在管内往返流动。冷却水的进出口通常在一个端盖上，进口布置在下方，出口布置在上方，冷却水往返流动的沥程数为偶数，且一般不大于8。 4)支座 : 小型制冷装置用卧式壳管式冷凝的支座一般采用如图39所示结构形式。表39列出不同壳体外径 的冷凝器所对应的支座尺寸。支座在冷凝器中的位置可按下列要求确定：若冷凝器主体部分的长度(两管板外侧端面间的距离)为 ,壳体平均直径为 ，
6、支座钢板厚度中线处与管板外侧的距离为s，则支座的位置应保证 且 。,(5)连接管 卧式壳管式冷凝器的连接管包括进气接管、出液接管以及冷却水进出口接管。各连接管内径 (单位为m)按下式计算,313 卧式壳管式冷凝器的初步结构设计 1）选取热流密度 (单位为wm2)，确定传热管总长L(单位为m) 2)根据冷凝器长径比 的合理范围确定流程数N、每流程管数z、有效单管长L(单位为m）及壳体内径 (单位为m) 列出不同流程数方案的组合表，如表 3l0 所示。 3.2 卧式壳管式冷凝器的传热计算 3.2.1 氟利昂蒸气在滚轧低翅片管外表面上凝结时表面 传热系数 的计算,增强系数少应由下式计算,管排修正系数
7、由下式计其,323 冷却水在管内流动时的表面传热系数 计算,系数B是与冷却水进出口平均温度入有关的物性集合系数，可从表3l 2中取值，也可由下式近似计算 324 氟利昂用卧式壳管式冷凝器的传热方程及传热面积计算 采用逐步逼近法解联立方程组式(36)和式(37)，即假定一个 ，分别计算式(36)和式(37)的 ，可将计其结果列表，如表313所示。,当两式 误差不大丁3时，可认为符合要求，然后将试凑计算最终所得 与冷凝器初步结构设计时假定的物进行比较，若误差不大于15且计算值稍大于假定值，可认为原假定疽及初步结构设计合理，最后即可由下式计算所需的管外传热面积Ad(单位为m) 33 冷却水在卧式壳管式冷凝器中流动时的阻力计算 冷却水在卧式壳管式冷凝器中流动时的阻力 (单位为Pa),阻力系数,