1、符號(hào)表 比焓， V 體積，m3；體積流量，m3/s 傳熱系數(shù)， v 流速，m/s；比容m3/kgk 絕熱指數(shù)， vm 質(zhì)量流速，L 長度，m W 功，J或KJM 質(zhì)量流量，kg/s w 比功，J/kg或KJ/kgm 質(zhì)量，kg x 濕蒸氣得干度，%n 轉(zhuǎn)速，r/min z 氣缸數(shù)，個(gè) 面積， 濕空氣濕球溫度， 熱容量， T 絕對(duì)溫度，K或 比熱， 溫差K或 定壓比熱， t 攝氏溫度， 定容比熱， TK，tK 冷凝溫度，K或 直徑， T0，t0 蒸發(fā)溫度，K或 力， U 內(nèi)能，KJ 焓， u 比內(nèi)能，KJ/kgP 功率，W或KW 換熱系數(shù)，p 壓力，Pa 制冷系數(shù)PK 冷凝壓力，bar 逆卡諾循

2、環(huán)制冷系數(shù)Q 熱量，J或KJ 理論循環(huán)制冷系數(shù) 冷凝器單位熱負(fù)荷，KJ/kg 熱力系數(shù) 單位質(zhì)量制冷能力，KJ/kg 卡諾循環(huán)的熱效率 單位容積制冷能力，KJ/m3 壓縮機(jī)的傳動(dòng)效率 壓縮機(jī)的指示效率 o 低壓；低溫或外側(cè) 壓縮機(jī)的摩擦效率 p 壓力或定壓過程 電動(dòng)機(jī)效率 r 制冷劑 制冷循環(huán)的制冷效率 s 飽和狀態(tài)或定熵過程 壓縮機(jī)的容積效率 t 溫度或定溫過程R 潛熱，KJ；熱阻， 肋片效率 雷諾數(shù) i 指示值；定焓過程；r 比潛熱，KJ/kg k 高壓或高溫S 熵，KJ/K l 長度或潛熱s 比熵， m 質(zhì)量或機(jī)械量 材料的導(dǎo)熱系數(shù)， V 體積 供熱系數(shù)；動(dòng)力粘度， w 冷卻水 運(yùn)動(dòng)粘度

3、，m2/s ev 蒸發(fā) 密度，kg/m3 cr 臨界狀態(tài) 傳濕系數(shù)， 肋化系數(shù) 熱流量，W或KW 冷凝器熱負(fù)荷，W或KW 制冷量。W或KW 空氣的相對(duì)濕度，% 熱流密度W/m2或KW/m2 下角標(biāo)a 空氣或絕熱過程b 沸騰c 逆卡諾循環(huán)摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)自身生存的環(huán)境有著越來越多的要求，空調(diào)、冰箱等制冷裝置已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，而對(duì)這些制冷裝置進(jìn)行性能分析，性能調(diào)節(jié)以達(dá)到節(jié)能、高效、環(huán)保等目的已受到諸多專家和公眾的關(guān)注。本文以制冷機(jī)組為對(duì)象結(jié)合計(jì)算機(jī)程序的編制展開研究，分析了制冷壓縮機(jī)的工作特性，即分析其制冷量、耗功率以及需要在冷凝器排出的熱量與蒸發(fā)溫度和冷凝溫度所呈的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而

4、分析了壓縮機(jī)-冷凝器-蒸發(fā)器聯(lián)合工作時(shí)的性能，即制冷量、耗功率與冷凝器冷卻水進(jìn)口溫度及蒸發(fā)器進(jìn)口空氣溫度的函數(shù)關(guān)系，還分析了整個(gè)制冷機(jī)組與外界因素冷凝器冷卻水進(jìn)口溫度、蒸發(fā)器進(jìn)口空氣溫度和冷卻水流量、蒸發(fā)器進(jìn)口空氣流量的函數(shù)關(guān)系，擬合出制冷劑R22的熱物性系數(shù)的公式算法并由C語言寫出計(jì)算機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，得出關(guān)系曲線。以R22為制冷劑，制冷量為116kW為案例，用此程序?qū)ζ溥M(jìn)行機(jī)組設(shè)計(jì)并對(duì)其進(jìn)行性能分析，本文從冷凝器構(gòu)造及冷凝器面積、蒸發(fā)器構(gòu)造及蒸發(fā)器面積、壓縮機(jī)容量方面對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，并分析了該機(jī)組與外界因素的關(guān)系。關(guān)鍵詞：制冷，性能分析，軟件，熱力學(xué)性質(zhì)，R22ABSTRACTWithth

5、edevelopmentofscienceandtechnology,peoplehavemoreandmorerequirementsforthelivingenvironment.Air-condition,refrigeratorandotherrefrigerationdeviceshavebeenboughtbymanyfamilies.Sotheanalysisabouttheperformanceofthoserefrigerationdevicesisnecessary,andtheperformancetuningtoachievethepurposeofenergysavi

6、ng,highefficiency,andenvironmentalfriendlyhasattractedtheattentionofexpertsandthepublic. With the refrigeration unit for object combine computer programming, this article analyses the thermodynamic properties of the R22 refrigerant and obtain the formulas of it. First of all, the article analyses th

7、e characteristics of compressor, such as the refrigerating capacity, consumption power, heat from condenser, evaporation temperature and condensate temperature, the relationship between them. Also generate charts of it. Then this article analyses compressor - condenser - evaporator associated workin

8、g characteristics that refrigerating capacity, consumption power, heat from condenser, evaporation temperature, inlet temperature of cooling water in the condenser, import temperature of air in the evaporator, the relationship between them, besides, analyses the relationship of the whole refrigerati

9、on system with external factors.At last, in the case that R22 for refrigerants and the refrigerating capacity is 116 kW, using the computer programming to analyses this case. Get the area of condenser and evaporator. Besides, get the relationship of the whole refrigeration system with external facto

10、rs.Key words：Refrigeration, performance, software, thermodynamic properties, R22 目錄摘 要IABSTRACTII1 緒論：11.1研究背景11.2 實(shí)現(xiàn)制冷的方式21.3電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在制冷上的應(yīng)用42 活塞式制冷機(jī)組工作原理及組成62.1 工作原理62.2 制冷機(jī)組的組成63 制冷機(jī)組性能與內(nèi)外部參數(shù)的函數(shù)關(guān)系83.1 制冷壓縮機(jī)83.1.1 活塞式制冷壓縮機(jī)的活塞排量83.1.2制冷壓縮機(jī)的制冷量和耗功率93.2 冷凝器93.2.1 冷凝器中的傳熱過程93.2.2 管壁與垢層的熱阻143.2.3 冷凝器的設(shè)計(jì)

11、計(jì)算143.3 蒸發(fā)器163.3.1 蒸發(fā)器的傳熱過程163.3.2 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算174 性能分析204.1 飽和線上熱力學(xué)性質(zhì)204.2 過熱區(qū)214.2.1 由溫度和壓力求過熱區(qū)焓和比體積214.2.2 過熱區(qū)的熵234.3 制冷機(jī)組工作特性計(jì)算公式24五 性能曲線41六 結(jié)論45參考文獻(xiàn)461 緒論：1.1研究背景從低于環(huán)境溫度的空間或物體中吸取熱量，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過程稱為制冷，制冷技術(shù)是為適應(yīng)人們對(duì)低于環(huán)境溫度條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來。在長期的生產(chǎn)實(shí)踐和日產(chǎn)生活中，人們發(fā)現(xiàn)許多現(xiàn)象與溫度有密切關(guān)系。人體對(duì)溫度相當(dāng)敏感。炎熱條件下希望降溫以提供適宜的工作和生活環(huán)境。所有生物

12、過程都受溫度影響，低溫抑制食品發(fā)酵、霉菌的增殖，對(duì)食品保鮮起重要作用。材料的某些重要特性與溫度有關(guān)：如機(jī)械材料具有冷脆性，塑料、橡膠也有同樣的性質(zhì)；又如金屬的導(dǎo)電性隨溫度下降而提高，有些純金屬或合金當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值時(shí)出現(xiàn)超導(dǎo)性。人為地利用這些特性，需要人工創(chuàng)造低溫環(huán)境。通過降溫產(chǎn)生物態(tài)變化，可以使混合氣體分離、氣體液化。擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)與溫度也有關(guān)系，諸多生產(chǎn)工藝過程中溫度對(duì)產(chǎn)品性能和質(zhì)量有很大影響?？臻g和遙感遙控技術(shù)更是與制冷技術(shù)緊密聯(lián)系。隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的發(fā)展，制冷技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，特別是空氣調(diào)節(jié)和食品冷藏，直接關(guān)系到很多部門的工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活需

13、要，它們不但在制冷設(shè)備需要量方面占相當(dāng)大的比重，而且在動(dòng)力消耗方面也占有頗大的比例?？諝庹{(diào)節(jié)方面：如光學(xué)儀器、精密計(jì)量、半導(dǎo)體、合成纖維等生產(chǎn)工藝，都需要有恒溫、恒濕的空氣環(huán)境；飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、航空儀表、特殊氣候地區(qū)使用的汽車、電器設(shè)備、甚至一些軍事武器彈藥，都應(yīng)在一定的溫濕度條件下進(jìn)行性能試驗(yàn)，為此需建立人工氣候室；旅館、劇院、醫(yī)院、汽車、輪船、火車等公共場(chǎng)所和交通工具，以及住宅，也需要空氣調(diào)節(jié)裝置保證人們工作、生活的舒適條件。制冷裝置就是這些空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中冷卻、干燥空氣所必需的設(shè)備。此外，對(duì)制冷裝置的冷凝熱加以利用的熱泵，近年來也得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。食品和物資貯存方面：如低溫貯存和凍結(jié)貯

14、存可以防止果品、蛋品、魚類以及農(nóng)藥、血漿等的變質(zhì)；而糧食或其他物資的貯存也常對(duì)空氣的溫濕度有所要求。它們都需要制冷設(shè)備。工業(yè)生產(chǎn)工藝方面：工業(yè)的許多生產(chǎn)過程，例如石油裂解、石油脫蠟、合成橡膠、合成纖維以及甲烷、乙烯等重要原料的提取等，分別要求有-12020的溫度條件。氣體的液化也和制冷密切相關(guān)，氧的液化溫度為90.17K，氮的液化溫度為77.34K，而火箭燃料液氫的液化溫度低達(dá)20.25K。低溫和超低溫方面：目前低溫和超低溫制冷技術(shù)（指20K以下的溫度）也有很大的發(fā)展。低溫技術(shù)的應(yīng)用，首先是由于金屬和合金在低溫下具有“超電導(dǎo)”特性所引起。例如，金屬低于7.26K時(shí)，其電阻幾乎為零；而鋅的超導(dǎo)轉(zhuǎn)

15、變溫度是0.79K。這樣，制造低溫超導(dǎo)電纜對(duì)大功率（100萬kW以上）輸電很有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。利用低溫超導(dǎo)的強(qiáng)大電流，也為制造強(qiáng)大磁場(chǎng)提供了可能。為此，現(xiàn)代科學(xué)的許多部門，如宇宙空間的摸擬、高真空的獲得、半導(dǎo)體激光、紅外線探測(cè)也都離不開低溫制冷技術(shù)。醫(yī)療衛(wèi)生方面：冷凍醫(yī)療是可靠、安全、有效、易行和經(jīng)濟(jì)的治療方法，特別是用于治療惡性腫瘤。用冷凍配合手術(shù)有很好的治療效果，如腫瘤、扁桃腺切除，心臟、皮膚、眼球移植，心臟大血管瓣膜凍存和移植，手術(shù)時(shí)的低溫麻醉，細(xì)胞組織、疫苗、藥品和血漿的冷保存，用真空冷凍干燥法凍干生物制品和藥品以及制作血干、皮干，等等，可以說，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也離不開制冷技術(shù)?？臻g技術(shù)：火箭推進(jìn)器

16、所需的液態(tài)氧氣和液態(tài)氫氣是在低溫下制取的。配合人造衛(wèi)星發(fā)射和使用的紅外技術(shù)也離不開低溫環(huán)境。紅外探測(cè)器只有在低溫條件下才能獲得優(yōu)良的探測(cè)結(jié)果。這就促進(jìn)了輻射制冷機(jī)，固體制冷機(jī)、G-M制冷機(jī)和維勒米爾制冷機(jī)的發(fā)展。用液態(tài)氮?dú)狻⒁簯B(tài)氦氣組成的低溫泵可通過冷凝密閉容器內(nèi)的氣體使其達(dá)到高真空，在航天器的地面模擬試驗(yàn)中起重要作用。而以微型制冷機(jī)與真空系統(tǒng)組成的低溫泵，廣泛應(yīng)用于高真空技術(shù)，不但在空間技術(shù)中應(yīng)用，而且在低溫物理研究中起重要作用。此外，人工制冷用于農(nóng)牧業(yè)中的種子低溫處理，建造人工氣候育秧室。建筑工程及礦井的施工中，如遇到流砂和泥沼，可以用人工制冷的方法將流砂或泥沼凍結(jié)，然后就可方便地進(jìn)行施工

17、（凍土施工法）。在許多近代尖端科學(xué)技術(shù)部門中，如微電子技術(shù)、能源、新型材料、生物技術(shù)、航天技術(shù)、衛(wèi)星通信、紅外技術(shù)等都需要制冷制冷技術(shù)。所以說制冷技術(shù)的應(yīng)用是非常廣泛的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類生活水平的不斷提高，制冷技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用將展示更加寬廣的前景。1.2 實(shí)現(xiàn)制冷的方式實(shí)現(xiàn)制冷可以通過兩種途徑：一是利用天然，二是利用人造冷源。天然冷源就是利用深井水或天然冰冷卻物體或空間的空氣。早在公元前一千年以前，我國勞動(dòng)人民已采用天然冰獲得食品冷藏或防暑降溫。例如：詩經(jīng)就有“二之日鑿冰沖沖，三之日納于凌陰”的詩句；左傳等書中也談及冰房窖冰，總管藏冰、出冰的“凌人”，并有“鑒如缶

18、，大口以盛冰，置食物于中，已御溫氣”的記載。天然能源具有價(jià)廉和不需要復(fù)雜技術(shù)設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，但是，受時(shí)間、地區(qū)等條件限制，而且不宜用來大量獲取低于0 的溫度。隨著生產(chǎn)力不斷發(fā)展，19世紀(jì)中葉，世界上第一臺(tái)機(jī)械制冷裝置問世，人類開始采用人造冷源。人造冷源也稱人工制冷，其制冷過程必須遵循熱力學(xué)第二定律。實(shí)現(xiàn)人工制冷的辦法有多種，按物理過程的不同有：液體氣化法、氣體膨脹法、電熱法、固體絕熱去磁法等。不同制冷方法適用于獲取不同的溫度。根據(jù)制冷溫度的不同，制冷技術(shù)大體可劃分為三類，即普通制冷：高于-120；深度制冷：-120至20K; 低溫和超低溫：20K以下;液體氣化制冷;所有的制冷方法中，應(yīng)用最多的是液

19、體氣化制冷。從熱力學(xué)我們知道，在一個(gè)密閉的容器中，如存在且僅有某一物質(zhì)的液體和氣體（即某一物質(zhì)的液體處于密閉容器中，且容器中除了此種它自身蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣以外，無任何其他液體或氣體），那么，在一定的溫度和壓力條件下，氣液兩相將達(dá)到平衡。此時(shí)的液體稱為飽和液體，氣體稱為飽和蒸氣。在飽和狀態(tài)時(shí)，介質(zhì)所具有的壓力為飽和壓力，溫度為飽和溫度。飽和壓力與飽和溫度的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)，完全相關(guān)的。任意一個(gè)飽和溫度都有一個(gè)且僅有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的飽和壓力。如飽和溫度升高，飽和壓力隨之升高；如飽和溫度降低，飽和壓力也隨之降低。即其中一個(gè)參數(shù)變化，另一個(gè)也相應(yīng)改變。這種關(guān)系稱為飽和溫度與飽和壓力的關(guān)系。如果此容器是絕熱的

20、，當(dāng)從此容器抽走一部分飽和蒸氣，壓力就會(huì)下降，同時(shí)溫度也下降。相反，如向容器中增加一些飽和蒸氣，壓力將上升，溫度隨之提高。如果我們維持容器及其中的介質(zhì)溫度不變，當(dāng)從容器中抽走一部分飽和蒸氣，液體就必然要再氣化一部分，以產(chǎn)生飽和蒸氣來維持平衡。液體氣化時(shí)需吸收氣化潛熱，而這一熱量來自系統(tǒng)外部。在液體氣化制冷中，正是利用氣化時(shí)吸收潛熱這一特性，使被冷卻物體降溫，或是維持在低于環(huán)境溫度的某一低溫。例如在電冰箱中，制冷劑在蒸發(fā)器中氣化，吸收食品的熱量，使食品的溫度降低。空調(diào)器也是利用制冷劑在蒸發(fā)器中氣化，吸收室內(nèi)空氣的熱量，使室內(nèi)空氣維持在環(huán)境溫度以下。為了使上述過程能夠連續(xù)進(jìn)行下去，必須不斷地從容器

21、中抽走蒸氣，再不斷地將液體補(bǔ)充到容器中去，如把抽走的蒸氣凝結(jié)下來，成為液體后再送往容器中去，就能滿足過程連續(xù)這一要求。從容器中抽走的蒸氣，如想直接凝結(jié)成液體，所需冷卻介質(zhì)的溫度將比液體的蒸發(fā)溫度還要低。我們利用飽和溫度隨飽和壓力升高而升高這一原理，將蒸氣的壓力提高，使蒸氣壓力高于常溫下的飽和壓力，就能實(shí)現(xiàn)常溫下凝結(jié)。這樣，制冷劑在低溫低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，而在常溫高壓條件下凝結(jié)向環(huán)境或冷卻介質(zhì)放出熱量。氣體絕熱膨脹制冷：大部分氣體制冷機(jī)是利用高壓氣體的絕熱膨脹來達(dá)到低溫，并利用膨脹后的氣體在低壓下的復(fù)熱來制冷。氣體絕熱膨脹有兩種方式，即絕熱節(jié)流和等熵膨脹?？諝庹{(diào)節(jié)用制冷技術(shù)屬于普通制冷范圍

22、，主要采用液體氣化制冷法，其中以蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷應(yīng)用最廣。1.3電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在制冷上的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，加快了人類進(jìn)入信息社會(huì)的步伐，改變了世界，改變了人們的工作、學(xué)習(xí)和生活，對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。計(jì)算機(jī)技術(shù)在其他各學(xué)科中的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了各學(xué)科的發(fā)展。本課題就是利用計(jì)算機(jī)的超級(jí)計(jì)算能力來對(duì)分析制冷機(jī)組的性能。分析制冷機(jī)組的性能可以最大限度的節(jié)省能源，眾所周知，如今全球面臨能源危機(jī)，知道制冷機(jī)組的制冷量、冷卻水溫度以及外界空氣溫度由此計(jì)算出最佳運(yùn)行狀況并及時(shí)做出調(diào)整尤為重要。分析其性能對(duì)制冷機(jī)組安全運(yùn)行也很重要，如果不對(duì)制冷機(jī)組進(jìn)行性能分析的話，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行偏離

23、設(shè)定工況，易造成制冷壓縮機(jī)逆流或堵塞，引起安全事故。我們可以從以下幾個(gè)方面對(duì)制冷機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)。1、制冷裝置的容量調(diào)節(jié)，主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量調(diào)節(jié)。1) 壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)： a運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)：它是以改變壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p或運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f，調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)通過壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr的容量調(diào)節(jié)方法，這種方法廣泛應(yīng)用在房間空調(diào)器、多聯(lián)機(jī)等小型制冷設(shè)備中； b機(jī)械式容量調(diào)節(jié)：它是指壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不變，而以改變每個(gè)壓縮周期的工作容積來調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)通過壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr的容量調(diào)節(jié)方法，它又包括臺(tái)數(shù)控制、吸氣節(jié)流控制、排氣旁通控制、可變行程控制、吸氣旁通控制、卸載控制等。2) 冷凝壓

24、力調(diào)節(jié)：對(duì)它的調(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)冷卻劑流量和傳熱面積來實(shí)現(xiàn)。3) 蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的容量和采用蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。2、制冷劑流量控制，它的目的是控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑的流量與蒸發(fā)器負(fù)荷相匹配，制冷劑流量控制是調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量（開度）。3、制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)，制冷裝置可能會(huì)產(chǎn)生液擊、排氣壓力過高、潤滑油供應(yīng)不足、蒸發(fā)器內(nèi)載冷劑凍結(jié)、制冷壓縮機(jī)配用電動(dòng)機(jī)過載等事故，所以對(duì)制冷裝置配置好保護(hù)設(shè)備并加以監(jiān)控是非常有必要的。2 活塞式制冷機(jī)組工作原理及組成2.1 工作原理活塞式制冷機(jī)組理論制冷循環(huán)是逆卡諾循環(huán)，如圖2-1所示，在該理想循環(huán)中，制冷劑沿等熵線34絕熱膨脹，溫度從Tk降至T

25、0；然后，在低溫?zé)嵩礈囟萒0下，沿等溫線41吸熱膨脹，從低溫?zé)嵩次諢崃縬0；制冷劑再沿等熵線12被絕招壓縮至狀態(tài)2，溫度從T0升至T；最后，制冷劑在高溫?zé)嵩礈囟萒k下，沿等溫線23進(jìn)行放熱壓縮，向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃縬k。這樣，每一制冷循環(huán)，通過1Kg制冷劑將熱量q0從低溫?zé)嵩矗ū焕鋮s對(duì)象）轉(zhuǎn)移至高溫?zé)嵩碩K（冷卻劑），同時(shí)，所消耗的功量w也轉(zhuǎn)化為熱w量傳給高溫?zé)嵩矗磓k=q0+w，制冷循環(huán)的性能T0指標(biāo)用制冷系數(shù)表示，制冷系數(shù)為單位耗功量q0所獲取的冷量，即=q0/w，對(duì)于逆卡諾循環(huán)而言，所消耗的等于壓縮機(jī)的耗功量wc與膨脹機(jī)的得功量we之差，即w=wc-we=(TK-T0)(sa-sb)，

26、圖2-1制冷量為q0=T0(sa-sb)。2.2 制冷機(jī)組的組成單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如圖2-2所示。它由壓縮機(jī)1、冷凝器2、膨脹閥3和蒸發(fā)器4組成。其工作過程為：制冷劑在壓力p0和溫度t0下沸騰，t0低于被冷卻物體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力pk，然后送往冷凝器，在壓力pk下等壓冷卻并冷凝成液體。制冷劑冷卻和冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣），與冷凝壓力pk相對(duì)應(yīng)的冷凝溫度tk高于冷卻介質(zhì)的溫度。冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑通過膨脹閥或其它節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑通過膨脹閥時(shí)，壓力從pk圖2-2降到p0，部分液體汽化

27、，離開膨脹閥的制冷劑為t0溫度的兩相混合物?；旌衔镏幸后w在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸熱?；旌衔镏械恼魵夥Q為閃發(fā)蒸氣，在它被壓縮機(jī)重新吸入之前幾乎不再吸熱。在整個(gè)循環(huán)中，壓縮機(jī)趁著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并保持蒸發(fā)器中低壓力、冷凝器中高壓力的作用，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟；膨脹閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的；冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中的熱量連同壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所有消耗的功起補(bǔ)償作用，使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱，并向高溫物體放熱，完成整

28、個(gè)制冷循環(huán)。3 制冷機(jī)組性能與內(nèi)外部參數(shù)的函數(shù)關(guān)系所謂制冷機(jī)組或制冷系統(tǒng)的性能，是指其制冷量和耗功率與外在參數(shù)之間的關(guān)系。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于一個(gè)制冷機(jī)組或制冷系統(tǒng)，其應(yīng)用過程中，當(dāng)外在參數(shù)（即冷凝器和蒸發(fā)器所通過的水流量或空氣流量，水或空氣的入口溫度等）在一定范圍內(nèi)改變時(shí)，該機(jī)組或系統(tǒng)的性能如何變化、選定的各個(gè)組成設(shè)備是否匹配恰當(dāng)，也是設(shè)計(jì)都必須考慮的問題。通過求解制冷系統(tǒng)中所有設(shè)備的工作特性方程（它們是制冷系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù)或外在參數(shù)的函數(shù)）以及能量平衡、質(zhì)量平衡、動(dòng)量平衡和制冷劑狀態(tài)方程構(gòu)成的聯(lián)立方程組，消去其中所包括的系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù)（蒸發(fā)溫度和冷凝溫度），即可得出制冷系統(tǒng)時(shí)的工作性能。下面我們對(duì)各

29、個(gè)設(shè)備的工作特性進(jìn)行單獨(dú)分析。3.1 制冷壓縮機(jī)3.1.1 活塞式制冷壓縮機(jī)的活塞排量活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過程有吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程1。(1) 吸氣 活塞從上端點(diǎn)a向右移動(dòng)，氣缸內(nèi)壓力急劇降低，低于吸氣口壓力p1，吸氣閥開啟，低壓氣態(tài)制冷劑在定壓下被吸入氣缸，直至活塞達(dá)到下端點(diǎn)的位置。(2) 壓縮 活塞從下端點(diǎn)向左移動(dòng)，氣缸內(nèi)壓力稍高于吸氣口壓力，排氣閥被壓開。(3) 排氣 排氣閥開啟后，活塞繼續(xù)向左移動(dòng)，將氣缸內(nèi)的高壓氣體定壓排出，直至活塞達(dá)到上端點(diǎn)的位置。這樣，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，均有一定數(shù)量的低壓氣態(tài)制冷劑被吸入，并被壓縮為高壓氣體，排出氣缸。理想工作過程，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，一個(gè)氣缸吸入

30、的低壓氣體體積Vg稱為氣缸的工作容積 活塞式制冷壓縮機(jī)的實(shí)際工作過程比較復(fù)雜，有很多因素影響壓縮機(jī)的實(shí)際排氣量Vr，因此，壓縮機(jī)的實(shí)際排氣量永遠(yuǎn)小于壓縮機(jī)的活塞排量，二者的比值稱為壓縮機(jī)的容積效率，用v表示，即v=Vr/Vh，影響活塞式制冷壓縮機(jī)實(shí)際過程的因素主要有氣缸余隙容積、進(jìn)排氣閥阻力、吸氣過程氣體被加熱的程度和漏氣等?？照{(diào)用活塞式制冷壓縮機(jī)的容積效率有以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中 m為多變系數(shù)，對(duì)于氨制冷劑m=1.28，對(duì)于氟利昂22m=1.18。3.1.2制冷壓縮機(jī)的制冷量和耗功率制冷壓縮機(jī)的工作特性主要有兩點(diǎn)，一為壓縮機(jī)的制冷量，另一點(diǎn)為壓縮機(jī)的耗功率?；钊街评鋲嚎s機(jī)的實(shí)際排氣量Vr為

31、Vr=vVh m3/s，如果制冷劑單位容積質(zhì)量能力為qvkJ/m3，則活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量為式中p2和p1對(duì)應(yīng)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度時(shí)的應(yīng)力，v1為對(duì)應(yīng)蒸發(fā)溫度時(shí)飽和蒸氣線的比體積。 壓縮機(jī)的耗功率是指電動(dòng)機(jī)傳至壓縮機(jī)主軸的功率，也稱為壓縮機(jī)的軸功率Pe。壓縮機(jī)的軸功率消耗在兩方面，一部分直接用于壓縮氣態(tài)制冷劑，稱為指示功率Pi；另一部分用于克服機(jī)構(gòu)的摩擦阻力，稱為摩擦功率Pm，故Pe=Pi+Pm。3.2 冷凝器冷凝器的作用是將制冷壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑予以冷卻、使之液化，以便制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)使用。根據(jù)冷卻劑種類的不同，冷凝器可歸納為四類，即：水冷、風(fēng)冷、水-空氣冷卻以及靠制冷劑或其

32、他工藝介質(zhì)進(jìn)行冷卻的冷凝器。3.2.1 冷凝器中的傳熱過程冷凝器的傳熱過程包括：制冷劑的冷凝換熱，金屬壁、垢層的導(dǎo)熱以及冷卻劑的吸熱過程。1、 制冷劑的冷凝換熱(一) 制冷劑在管壁與平板壁上的冷凝換熱制冷設(shè)備中一般為膜狀冷凝，即冷凝時(shí)在冷卻表面上形成一層液膜，氣態(tài)制冷劑放出的熱量必須通過液膜才能傳到冷卻表面。蒸氣不流動(dòng)時(shí)，制冷劑的冷凝換熱系數(shù)c(W/(m2*K)可按努謝爾特公式計(jì)算(二)水平管束上的冷凝2對(duì)于蒸氣在水平光管管束外表面上（如臥式殼管冷凝器水平管束）的冷凝換熱，由于下落的冷凝液可使下部管束外側(cè)液膜增厚，換熱系數(shù)有所降低，即：式中Z為水平管束上下重疊的平均，順排時(shí)等于垂直方向的平均排

33、數(shù)；正三角形錯(cuò)排時(shí)可近似等于0.6N0.5，N為管總根數(shù)。對(duì)于數(shù)根傳熱銅管的套管式冷凝器，由于制冷劑蒸氣進(jìn)入套管式冷凝器的流速對(duì)凝結(jié)換熱的影響遠(yuǎn)大于管束的影響，且管束根數(shù)較少，故可以不考慮管束的影響。(三) 水平肋管表面的冷凝水平肋管表面冷凝的計(jì)算方法仍在研究與發(fā)展中，目前比較常用的方法是將肋管總表面積A分為兩部分，一部分為水平面積Ap（包括肋間根部和肋頂端部），另一部分為垂直面積Af（肋表面），若其相應(yīng)冷凝換熱系數(shù)為p與f，則水平肋管冷凝換熱系數(shù)為：(四) 水平管內(nèi)的冷凝對(duì)于風(fēng)冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器，制冷劑在水平管內(nèi)冷凝。冷凝器水平光管內(nèi)制冷劑一般呈氣液分層流動(dòng)狀態(tài)。相當(dāng)于全部光管內(nèi)表面積

34、的平均冷凝換熱系數(shù)，可按以下公式計(jì)算：對(duì)于氟利昂對(duì)于氨制冷劑，管內(nèi)冷凝時(shí)的換熱系數(shù)可按照下式計(jì)算對(duì)于制冷劑蒸氣在水平蛇管內(nèi)冷凝時(shí)，可按下式進(jìn)行計(jì)算：其中制冷劑特性值按冷凝器進(jìn)口蒸氣進(jìn)行計(jì)算。若雷諾數(shù)大于35000，仍可按公式1計(jì)算。以上計(jì)算公式只考慮影響冷凝換熱的基本因素，實(shí)際上還有其他影響因素，主要為：(1) 不凝性氣體。熱流密度比較小時(shí)，不凝性氣體影響很大，此時(shí)，靠近傳熱面形成不凝性氣體膜層，氣態(tài)制冷劑必須經(jīng)過此膜層才能向冷卻表面?zhèn)鳠?，從而使冷凝換熱系數(shù)顯著降低。但是，熱流密度比較大時(shí)，氣態(tài)制冷劑流速提高，帶動(dòng)不凝性氣體膜層向冷凝器末端移動(dòng)，從而對(duì)大部分冷凝表面影響不大。(2) 冷凝表面的

35、粗糙度。壁面越粗糙，液膜流動(dòng)阻力越大，使液膜增厚，冷凝換熱系數(shù)降低。(3) 蒸氣含油。由于氨油不相溶，潤滑油會(huì)附著在制冷劑傳熱表面上，形成油膜，造成附加熱阻。但是，在一些實(shí)驗(yàn)中，未發(fā)現(xiàn)氨冷凝器冷凝表面有潤滑油膜存在，而是被冷凝下的氨液沖掉，并帶入蒸發(fā)器，故有些國家的冷凝器計(jì)算不考慮此項(xiàng)影響。對(duì)于氟利昂系統(tǒng)中，制冷劑含油致使一定壓力下的飽和溫度提高，影響傳熱效果，所以，制冷劑的含油濃度宜小于5%6%。2 冷卻劑的換熱(一)冷卻水1.冷卻水在管內(nèi)的對(duì)流換熱（1）對(duì)于臥式殼管冷凝器，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，多呈旺盛湍流，此時(shí)管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)為 W/(m2*K)式中 v水流速，m/s； di管內(nèi)徑，m； 物

36、性系數(shù)。物性系數(shù)在水溫在050內(nèi)由下式求得=1430+22t（2）冷卻水在立管內(nèi)的膜狀流動(dòng)在立式殼管式冷凝中，冷卻水沿管內(nèi)壁向下呈膜狀流動(dòng)，此時(shí)管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)可用下式計(jì)算 Re2000 Re2000式中格拉曉夫準(zhǔn)則數(shù)，雷諾數(shù);H為豎管高度，m；G為冷卻水流量，kg/h；U為冷卻水在管內(nèi)的接觸周界，m，當(dāng)有n根立管時(shí)，；其余符號(hào)同前。2.冷卻水在管外對(duì)流換熱（1）對(duì)于環(huán)形流道（如單根換熱管套管式冷凝器），由于換熱只發(fā)生在內(nèi)管壁面，其換熱系數(shù)可按下式計(jì)算式中de當(dāng)量直徑，m;等于外環(huán)與內(nèi)環(huán)直徑之差。（2）水平管外膜狀流動(dòng)在蒸發(fā)式冷凝器中，冷卻水沿水平管外膜狀流動(dòng)，此時(shí)管外對(duì)流換熱系數(shù)可用下式計(jì)算

37、上式適用范圍：排管為順排，常溫下噴淋，式中l(wèi)為管長，m;n為第一排管數(shù)。（二）空氣由于管外側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)很小，故在管外裝設(shè)肋片以強(qiáng)化換熱，以下分析空氣橫掠肋管管束的表面換熱。1、 肋片形式肋管的形式較多，有繞片管、軋片管、纏絲管、套片管等。肋片有圓肋片、正方形肋片、矩形肋片、正六邊形肋片以及連續(xù)整體肋片，整體肋片可以是平肋片、波紋肋片和沖縫肋片。一般肋條片厚度為0.120.25mm；節(jié)距1.54mm，冷卻空氣溫度低于-10時(shí)，節(jié)距增大至56mm或更大；肋高為0.60.7d0（基管外徑）。而基管多為銅管，管徑1016mm，壁厚0.320.75mm，必要時(shí)可達(dá)1.0mm。管束的排列有順排和錯(cuò)排兩

38、種，肋片管總外表面與基管內(nèi)表面之比，稱為肋化系數(shù)，用符號(hào)可達(dá)1.0mm。2、 整體肋片管外對(duì)流換熱系數(shù)（1） 平肋片管外對(duì)流換熱系數(shù)可采用A.A.果戈林提出的公式計(jì)算式中 空氣平均導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m*K)； de空氣通道斷面的當(dāng)量直徑 de=2*(s1-d0)*(e-)/(s1-d0)+(e-) m； Re雷諾數(shù)，Re=v*de/； v凈通道斷面空氣流速，m/s； 空氣平均運(yùn)動(dòng)黏度，m2/s； s1管間距，mm； e肋片節(jié)距， mm； 肋片厚度，mm； L沿氣流方向肋片長度，m； n-指數(shù)，n=-0.28+8*10-5*Re； m指數(shù)，m=0.45+0.0066L/de。 C1與氣流狀況有關(guān)的

39、系數(shù)， C2與結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)的系數(shù)，公式適用范圍：Re=5001000, =0.180.35, =450, =25。（2） 波紋肋片管外對(duì)流換熱系數(shù)空氣通過波紋肋片管束時(shí)管外對(duì)流換熱系數(shù)可用下式計(jì)算a=式中為肋片管最窄處風(fēng)速。適用范圍：管外徑，管排排，片距，管距，迎風(fēng)速度。（3） 沖縫肋片管外對(duì)流換熱系數(shù)空氣通過沖縫肋片管束時(shí)管外對(duì)流換熱系數(shù)可用下式計(jì)算 式中 -無量綱數(shù)； -肋片上開縫隙面積與肋片總面積之比；3.肋片管效率肋片管效率表征肋片管與光管之間的溫度效應(yīng)，也就是考慮肋片熱阻后的整個(gè)換熱表面的效率。若肋片面積為，基管外表面積為，肋片管外表面積，而且肋片與基管外表面的換熱系數(shù)相同，則肋片管

40、效率等于 式中 -肋片效率，等于； ； -肋片導(dǎo)熱系數(shù)，； l當(dāng)量肋高，m，對(duì)于圓形、正方形和正六邊形肋片可按以下公式計(jì)算 對(duì)于圓肋片 a=1 對(duì)于正方形肋片 a=1.145 對(duì)于正六邊形肋片 a=1.065對(duì)于矩形肋片可按以下公式計(jì)算 這樣，如以基管表面溫度為準(zhǔn)，作為冷凝器（只有干工況情況）肋片管外的對(duì)流換熱系數(shù)為 3.2.2 管壁與垢層的熱阻管壁熱阻:對(duì)于銅管，導(dǎo)熱系數(shù)大，可不考慮；對(duì)于鋼管等，應(yīng)考慮。油膜熱阻：對(duì)于氨，取；對(duì)于氟利昂，可不考慮。污垢熱阻：污垢熱阻包括水垢 、銹蝕以及其他污垢造成的附加熱阻。冷水機(jī)組制冷量隨污垢熱阻增加而呈線性降低，壓縮機(jī)耗功率和冷凝溫度隨污垢熱阻增加呈線性

41、增加。對(duì)于水側(cè)可取，如為易蝕管材應(yīng)加倍；對(duì)于空氣側(cè)取。接觸熱阻Re：對(duì)于肋片管若肋片與基管接觸不嚴(yán)，形成接觸熱阻，可取。3.2.3 冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算是給定兩傳熱介質(zhì)流量及其進(jìn)出口溫度，計(jì)算所需要的傳熱面積和結(jié)構(gòu)尺寸。冷凝器的傳熱計(jì)算式為 因此，只要知道了冷凝器熱負(fù)荷、傳熱平均溫差和冷凝器傳熱系數(shù)后，就可以求出所需的傳熱面積。下面分別介紹、和的確定方法。一、 冷凝器的熱負(fù)荷對(duì)于采用開戶式壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)，冷凝器熱負(fù)荷一般約等于制冷量與制冷壓縮機(jī)的指示功之和。 kW 二、傳熱平均溫差與冷凝溫度tk制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器的換熱分三個(gè)區(qū)域：過熱蒸氣冷卻、飽和蒸氣冷凝和冷凝液體再冷，所以冷

42、凝器中制冷劑的溫度并不是定值。但是在一般制冷設(shè)備中，冷凝器出口制冷劑再冷度很小，而且冷卻過熱蒸氣的換熱量所占比例一般也不很大，所以為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以認(rèn)為制冷劑的溫度等于冷凝溫度tk。因此冷凝器內(nèi)制冷劑和平均對(duì)數(shù)傳熱溫差為由上式可以看出，計(jì)算傳熱溫差，首先要確定制冷劑的冷凝溫度tk和冷卻劑的進(jìn)出口溫度、。冷凝溫度與冷卻劑進(jìn)、出口溫差涉及制冷的經(jīng)濟(jì)性問題。提高冷凝溫度、減少冷卻劑進(jìn)出口溫差，可以提高傳熱溫差，減少所需傳熱面積，降低設(shè)備投資費(fèi)用。然而，冷凝溫度降低，可減少制冷壓縮機(jī)的耗電量，而冷卻劑進(jìn)出口溫差越大，所需冷卻劑流量越少，輸送能耗（水泵、風(fēng)機(jī)耗能）越少，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。因此，必須權(quán)衡利

43、弊，合理確定冷凝溫度與冷卻劑進(jìn)、出口溫差。再者，為了保證冷凝器的嫌麻煩交換，冷凝溫度必須高于冷卻劑出口溫度，且有一定下限。一般，對(duì)于水冷式冷凝器，冷凝溫度與冷卻水進(jìn)口溫度差取714，冷卻水進(jìn)、出口溫差取410，對(duì)于風(fēng)冷式冷凝器，冷凝溫度與空氣進(jìn)口溫度差取1016，空氣進(jìn)、出口溫差不宜大于8.三 傳熱系數(shù)冷凝器的傳熱面多為小直徑光管或肋管，內(nèi)外兩側(cè)傳熱面積相差較大，計(jì)算傳熱系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮此問題。對(duì)于以外表面積為基準(zhǔn)的水冷式冷凝器：光管 W/(m2*K)肋管 W/(m2*K)對(duì)于以外表面積為基準(zhǔn)的風(fēng)冷式冷凝器： W/(m2*K)式中 -傳熱管內(nèi)外表面面積的平均值。3.3 蒸發(fā)器3.3.1 蒸發(fā)器的傳

44、熱過程 蒸發(fā)器的傳熱過程包括：制冷劑側(cè)的沸騰換熱，載冷劑（液體或空氣）側(cè)的對(duì)流換熱以及通過金屬壁與垢層的導(dǎo)熱。一、 制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的沸騰換熱制冷劑在常用蒸發(fā)器中的沸騰換熱，可分為水平管外大空間沸騰換熱（如滿液式臥式殼管蒸發(fā)器）和管內(nèi)沸騰換熱（如水箱式蒸發(fā)器、冷卻液體干式蒸發(fā)器和直接蒸發(fā)式空氣冷卻器）。(一) 水平管外大空間沸騰換熱液體在大空間沸騰時(shí)，其沸騰溫壓（壁面溫度與液體飽和溫度之差），或者說熱流密度，對(duì)沸騰換熱影響很大。隨著沸騰溫壓的增加，沸騰出現(xiàn)三個(gè)基本狀態(tài)，即對(duì)流沸騰、泡態(tài)沸騰和膜態(tài)沸騰。（二）管內(nèi)沸騰換熱管內(nèi)沸騰換熱由于沸騰空間的限制，沸騰產(chǎn)生的蒸氣與液體相混，形成氣液兩相混合物

45、，故管內(nèi)沸騰換熱涉及管內(nèi)兩相流的流動(dòng)問題。管內(nèi)沸騰換熱分垂直管內(nèi)沸騰換熱和水平管內(nèi)沸騰換熱。1、 垂直管內(nèi)沸騰換熱對(duì)于氨立式蒸發(fā)器，飽和狀態(tài)的液態(tài)制冷劑從下部進(jìn)入管內(nèi)，被加熱而產(chǎn)生氣泡，呈泡狀流狀態(tài)、塊狀流狀態(tài)，屬于泡態(tài)沸騰；繼續(xù)被加熱，氣態(tài)制冷劑比例增加，呈環(huán)狀流狀態(tài)，氣化過程在氣液交界面進(jìn)行，屬于液膜對(duì)流沸騰；隨后，氣液流入上集管。2、 水平管內(nèi)沸騰換熱對(duì)于制冷劑在水平管內(nèi)的沸騰，可分為濕壁區(qū)、蒸干區(qū)和過熱蒸氣區(qū)。一般，干度較低的制冷劑進(jìn)入管內(nèi)后，吸熱氣化，呈泡狀流、塊狀流，以后進(jìn)入環(huán)狀流，局部沸騰換熱系數(shù)逐步增加，直至制冷劑干度達(dá)到80%左右，均屬濕重力的影響，氣和液將趨于分別集聚在上部

46、和下部，呈波狀流，就不一定形成完整的環(huán)狀流。制冷劑干度大于80%左右，則進(jìn)入蒸干區(qū)，呈霧狀流，管內(nèi)壁基本無液膜，局部沸騰換熱系數(shù)迅速降低。制冷劑繼續(xù)向前流動(dòng)，則為過熱蒸氣區(qū)，屬于單相流動(dòng)換熱。二、載冷劑在蒸發(fā)器中的換熱載冷劑分液體和空氣兩種情況（一） 液體載冷劑對(duì)于滿液式臥式殼管蒸發(fā)器，載冷劑在管內(nèi)流動(dòng)換熱，與臥式殼管式冷凝器中冷卻水在管內(nèi)的對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算方法相同。對(duì)于干式殼管蒸發(fā)器，由于管束裝有若干塊折流板，載冷劑在管束外部作縱向、橫行交錯(cuò)流動(dòng)，其對(duì)流換熱系數(shù)可以用下式計(jì)算 式中，C為系數(shù)，殼管內(nèi)表面光滑時(shí)，C=0.25，粗糙時(shí)C=0.22；為管外載冷劑雷諾數(shù)；為載冷劑普朗特?cái)?shù)；為載冷劑動(dòng)

47、力黏度；為管壁面載冷劑動(dòng)力黏度。（二） 空氣當(dāng)直接蒸發(fā)式空氣冷卻器的表面溫度低于被冷卻空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣在蒸發(fā)器外表面結(jié)露；當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度低于水的凝固溫度時(shí)，空氣中的水分將在蒸發(fā)器表面結(jié)霜。以基管表面溫度為準(zhǔn)，當(dāng)蒸發(fā)器表面結(jié)露時(shí)，肋片管外的對(duì)流換熱系數(shù)為 式中，為析濕系數(shù)，即總熱交換量與顯熱交換量之比。當(dāng)蒸發(fā)器表面結(jié)霜時(shí)，肋片管外的對(duì)流換熱系數(shù)為 式中，、分別為霜層的厚度和導(dǎo)熱系數(shù)。3.3.2 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算在用于冷卻水或其余液體的滿液式蒸發(fā)器，制冷劑在管束外表面沸騰換熱，載冷劑在管內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)迫流動(dòng)，其選擇計(jì)算的主要任務(wù)是根據(jù)已知條件決定所需要的傳熱面積，選定定型結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器，

48、并計(jì)算液體通過蒸發(fā)器的流動(dòng)阻力，其計(jì)算方法與水冷式器基本相似。一、 蒸發(fā)溫度t0與平均傳熱溫差對(duì)于實(shí)際工程，蒸發(fā)器液體載冷劑進(jìn)出口溫度和被冷卻空氣進(jìn)出口溫度，由空調(diào)系統(tǒng)決定；而蒸發(fā)溫度t0與平均傳熱溫差，既受傳熱過程的約束，又要使初投資和運(yùn)行費(fèi)經(jīng)濟(jì)合理。蒸發(fā)溫度t0下降，制冷循環(huán)的外部不可逆損失加大，制冷系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性惡化；而在相同條件下，蒸發(fā)溫度t0下降，將使平均傳熱溫差加大，又減少了蒸發(fā)器初投資。至于水或空氣的溫度降大小了是經(jīng)濟(jì)問題，加大，制冷循環(huán)的外部不可逆損失加大，但是可以減小管道尺寸或降低水泵（風(fēng)機(jī)）的耗功。一般，用于冷卻水或鹽水的蒸發(fā)器，被冷卻液體的溫度降可取58.蒸發(fā)溫度t0比

49、被冷卻液體的出口溫度t2低23，就是說，平均傳熱溫差約為57.蒸發(fā)器的熱流密度約20003000W/m2.對(duì)于直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，由于空氣側(cè)的換熱系數(shù)低，為了不使結(jié)構(gòu)偏大，所以取較大的傳熱溫差。通常蒸發(fā)溫度t0比被冷卻空氣的出口溫度t2低68,說是說，平均傳熱溫差約為1113.以外肋表面為基準(zhǔn)的熱流密度約450500W/m2.二、傳熱系數(shù)冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器，傳熱系數(shù)的計(jì)算與冷凝基本相同。對(duì)于直接蒸發(fā)式空氣冷卻器的傳熱系數(shù)計(jì)算。如下式：式中 -管內(nèi)沸騰換熱系數(shù)，W/(m2*K) -液相在管內(nèi)流動(dòng)的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2*K) Co對(duì)流特征數(shù)； Fr1液相弗勞德數(shù)； Bo沸騰特征數(shù)； Re

50、1液相雷諾數(shù)； Pr1液相普朗特?cái)?shù)； -液相導(dǎo)熱系數(shù)；W/(m2*K) di管內(nèi)徑，m； Vm質(zhì)量流率，kg/(m2*s)； x制冷劑干度； -液相動(dòng)力黏度，Pa*s/m2 -氣相密度，kg/m3； -液相密度，kg/m3 -熱流密度，W/m2； r氣化比潛熱，J/kg。是與制冷劑性質(zhì)有關(guān)的一個(gè)無量綱系數(shù)。為常數(shù)，它們數(shù)值大小取決于Co 4 性能分析 在制冷機(jī)組的性能計(jì)算中，對(duì)于制冷劑的性質(zhì)長期以來我們是通過查圖表得出，對(duì)于大計(jì)算量、精準(zhǔn)計(jì)算和快速計(jì)算顯然查圖表不能滿足我們的要求，隨著20世紀(jì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行熱力性質(zhì)等的計(jì)算為人們所重視，計(jì)算機(jī)計(jì)算具有精確快速簡(jiǎn)便計(jì)算量大等優(yōu)點(diǎn)。在本課題中，是設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件去分析制冷機(jī)組的性能，其中涉及到計(jì)算，計(jì)算我們通常有兩種方法，一種為數(shù)據(jù)庫法還有一種為公式法，對(duì)于數(shù)據(jù)庫法，它的精度依賴于原始數(shù)據(jù)的精