制冷装置设计课件-七.ppt

1、第三节第三节 冷凝器的选型计算冷凝器的选型计算一、冷凝器的选型计算一、冷凝器的选型计算1.选型原则：立式冷凝器适于水质较差，水源丰富选型原则：立式冷凝器适于水质较差，水源丰富的地方。卧式冷凝器适于水温低（的地方。卧式冷凝器适于水温低（t=46较高较高），），水质较好的地区。蒸发式冷凝器适用于缺水室外空水质较好的地区。蒸发式冷凝器适用于缺水室外空气相对较低的地方。气相对较低的地方。在冬季要考虑防止卧式冷凝器中的水被冻结，必要在冬季要考虑防止卧式冷凝器中的水被冻结，必要时可采用把卧式冷凝器放于室内安装。时可采用把卧式冷凝器放于室内安装。二、冷凝器的热负荷计算二、冷凝器的热负荷计算1.单级压缩单级压

2、缩 冷凝负荷冷凝负荷:Ql=G (h2-h3)KW (p88页）页）2.双级压缩双级压缩 冷凝负荷冷凝负荷:Ql=Gg (h4-h5)KW (p79页）页）3.当一个制冷机房负担有多个蒸发回路时，应将各回当一个制冷机房负担有多个蒸发回路时，应将各回路的冷凝负荷合并计算。路的冷凝负荷合并计算。*总冷凝负荷总冷凝负荷Ql总总=ii=1 Ql i各回路各回路 （见（见P89,公式公式3-3-3）冷凝器的冷凝面积计算：冷凝器的冷凝面积计算：A=1.1 Ql/qf=1.1 Ql/Kttm m (m(m2 2)qf:单位冷凝面积的负荷值见表单位冷凝面积的负荷值见表 33-1,P89 ttm m：冷却水与冷

3、凝温度之间的对数温度差。：冷却水与冷凝温度之间的对数温度差。1.1 1.1：取作为安全系数：取作为安全系数.冷却水量冷却水量 qv=3.6Ql/1000 Ct=Ft=Fl l qvm （m3/h）Ql:冷凝负荷冷凝负荷（W）;C:水的比热容，水的比热容，4.1868kJ/Kg;t:冷却水进出水温差冷却水进出水温差;Fl:冷凝器面积冷凝器面积 m2;qvm:冷凝器单位面积用水量冷凝器单位面积用水量 m3/m2 h。Ft 1t 2t l t 1 t 29.4t323630362tlt1tlt12ln3032lnttmtl=t 1+t冷却水温升（冷却水温升（t2-t1）+t2 =t2+t2 （为讨论

4、方便，现（为讨论方便，现 以以t2一般取比冷凝器的冷却一般取比冷凝器的冷却出出水温高水温高35（P89P89推荐推荐4 46 6，以，以4 计）计）立式冷凝器立式冷凝器 t2-t1 =23；卧式冷凝器卧式冷凝器 t2-t1=462 均取均取4 结论：卧冷比立冷温差可大结论：卧冷比立冷温差可大18%。因此能够节省冷凝面积约。因此能够节省冷凝面积约18%；,由于卧冷的由于卧冷的“tm”值大，进出水温差又高，使卧式冷凝器的值大，进出水温差又高，使卧式冷凝器的 tl 值要高值要高。讨论与分析讨论与分析：冷凝温度、冷却水温升及冷却面积的关系。冷凝温度、冷却水温升及冷却面积的关系。8.5t34383038

5、2tlt1tlt12ln3034lnttm 冷却塔进水即为冷凝器的出水温度。冷却塔进水即为冷凝器的出水温度。t 进水进水=ts2 冷却塔出水即为冷凝器的进水温度。冷却塔出水即为冷凝器的进水温度。t 出水出水=ts1 冷凝器的温降也就是冷却塔处理水的温降值。冷凝器的温降也就是冷却塔处理水的温降值。t塔进水塔进水 t塔出水塔出水 =t s2 t s1=t 参见参见p50 表表14对于立式冷凝器，对于立式冷凝器，tl=ts2+(23)=27+t+2+27+t+2+（23 23）=（34353435）济南济南对于卧式冷凝器对于卧式冷凝器，tl=ts2+(46)=27+t+4+5=3927+t+4+5=

6、39济南济南对于蒸发式冷凝器，对于蒸发式冷凝器，tl=t湿球温湿球温+(510)=27+8=3527+8=35济南济南对于风冷式冷凝器对于风冷式冷凝器，tl=t干球温干球温+15 =32+15=4732+15=47济南济南第四节、冷却设备的选型计算第四节、冷却设备的选型计算规范规定：规范规定：各各 种种 蒸发器均称为蒸发器均称为“冷却设备冷却设备”，用于用于制冷装置中直接输出冷量。制冷装置中直接输出冷量。常用的冷却设备有：常用的冷却设备有：卧式壳：卧式壳管式蒸发器、立管式蒸发器、型管式及螺旋管式蒸管式蒸发器、立管式蒸发器、型管式及螺旋管式蒸发器发器（162）；）；：自然对流墙排管、：自然对流墙

7、排管、顶排管蒸发器；和强制对流的冷风机。顶排管蒸发器；和强制对流的冷风机。一、选型原则一、选型原则 根据食品加工要求，以传热效率高节省费用进行确定。根据食品加工要求，以传热效率高节省费用进行确定。1.冷却间、冻结间以加快传热，降温为主，采用传热冷却间、冻结间以加快传热，降温为主，采用传热换热效能较高的冷风机作为冷却设备。换热效能较高的冷风机作为冷却设备。(P92，P140145)2.冷却物冷藏间为了避免冷却物冷藏间为了避免冷凝水冷凝水的影响，应当采用冷的影响，应当采用冷风机作为冷却设备。风机作为冷却设备。(P137)3.冻结物品为盘装、箱装可采用搁架式排管冻结物品为盘装、箱装可采用搁架式排管（

8、P146）或平板式冻结装置（一种带有液压的板或平板式冻结装置（一种带有液压的板式紧密接触式蒸发器）式紧密接触式蒸发器）4.冻结物冷藏间冷却设备采用墙排管、顶排管，当冻结物冷藏间冷却设备采用墙排管、顶排管，当有包装时也可采用冷风机作为冷却设备。有包装时也可采用冷风机作为冷却设备。5.包装车间、加工车间包装车间、加工车间-5以下，以下，可采用墙排管或可采用墙排管或顶排管；顶排管；-5以上，应采用冷风机。以上，应采用冷风机。排管制作麻烦，但造价不高，使用费用低，但存在融排管制作麻烦，但造价不高，使用费用低，但存在融霜不方便的缺点。霜不方便的缺点。二、二、冷却设备的传热面积计算冷却设备的传热面积计算

9、冷却设备的选用，就是要满足冷却设备的选用，就是要满足冷间设备负荷冷间设备负荷的要求。的要求。主要参数就是冷却面积的确定主要参数就是冷却面积的确定.1.冷却冷却液体载冷剂液体载冷剂的蒸发器传热面积的蒸发器传热面积 m2 tm=46；冷却设备中制冷剂与载冷剂之间计算对数温度冷却设备中制冷剂与载冷剂之间计算对数温度差。差。K值值：408408580 W/m580 W/m2 2 、q qf f:蒸发器单位面积负荷值蒸发器单位面积负荷值 W/m W/m2 2 fZmZqQtKQF2.顶、墙排管冷却面积的计算顶、墙排管冷却面积的计算 A=Qz/K t Qz:蒸发器的负荷（蒸发器的负荷（W）t:冷间空气与蒸

10、发器中的制冷剂之间计算温差，冷间空气与蒸发器中的制冷剂之间计算温差，冷藏间一般取冷藏间一般取 810，冷却间、冻结间取，冷却间、冻结间取10。K:墙顶排管传热系数（墙顶排管传热系数（W/m2）,K=K C1 C2 C3 K:见见(p90)C1:构造换算系数构造换算系数 S，是管子之间的间距与管外径之比变化，是管子之间的间距与管外径之比变化时的修正。时的修正。C2:管径不是管径不是 D=38mm时的修正。时的修正。C3:供液方式的修正。供液方式的修正。Cttttttoznzttttttzz10)(22)()(21 2121（3-4-3）3.冷风机的选型冷风机的选型.冷风机冷却面积冷风机冷却面积

11、A=Qz/Kttm m K:K:冷风机的传热系数（冷风机的传热系数（W/mW/m2 2）见见 t:冷间空气与制冷剂蒸发温度差（冷间空气与制冷剂蒸发温度差（），见公式），见公式（3-4-3）冷风机的计算温度差应按冷风机的计算温度差应按对数平均温度差对数平均温度差确定确定。见公。见公式式（3-4-4）冻结间、冻结物冷藏间冻结间、冻结物冷藏间tm=10 冷却物冷藏间冷却物冷藏间 tm=8 10（冷间中的湿度要求高取（冷间中的湿度要求高取小值）小值）冷却间冷却间 取取 tm=10（P94）.冷风机的风量冷风机的风量V(m3/h)的计算：的计算：Qz:蒸发器的负荷（蒸发器的负荷（W）有：有：t C空气比

12、热空气比热 V/3600=Qz V=Qz=Qz 3600 (t C空气比热空气比热)由（推荐：由（推荐：冻结间冻结间=0.91.1；冷却间、冷藏间；冷却间、冷藏间=0.5 0.6）=3600/(C空气比热空气比热 t)=3.6/1.21 t=0.91.1 得出得出 ：冻结间进出冷风机空气的温降：冻结间进出冷风机空气的温降t=3.32.7；(注：风量配的大注：风量配的大)冷却间、冷藏间冻结间进出冷风机空气的温降冷却间、冷藏间冻结间进出冷风机空气的温降t=56 (注：风量配的小注：风量配的小).P=(PPc c+P+Pm m )/1.2 (Pa）：冷间温度下空气的密度冷间温度下空气的密度(Kg/m

13、3)Pc:循环风通过冷风机翅片时的阻力损失（循环风通过冷风机翅片时的阻力损失（Pa）Pm:循环风通过风口、风道、管件时的阻力损失循环风通过风口、风道、管件时的阻力损失（Pa）.通风机功率的计算通风机功率的计算 轴流式通风机轴流式通风机 N=V P K/1000 3600 (KW）K 表示电机的安全储备系数。表示电机的安全储备系数。离心式风机的功率计算，离心式风机的功率计算，制冷工制冷工 程方面用的较少，不多介绍。程方面用的较少，不多介绍。4.搁架式排管搁架式排管（冻结间使用）（冻结间使用）的的K值值:（与冻结间内的气流与冻结间内的气流组织有关）自然对流：组织有关）自然对流：K=17.5W/m2

14、 K 冻品间的风速冻品间的风速1.5m/s:K=21 W/m2 K 冻品间的风速冻品间的风速2.0m/s:K=23.3 W/m2 K 第五节第五节 节流阀的选型计算节流阀的选型计算 通过节流阀通道截面积通过节流阀通道截面积A（m2）的流量的流量G（Kg/s）CD:流量系数，无因次，流量系数，无因次，CD=0.02005(l)1/2 +0.63 v2 氨氨CD=0.35 （3-5-2）l:节流前的液体密度节流前的液体密度Kg/m3。V2：节流阀出口（两相区）比容：节流阀出口（两相区）比容 m3/Kg。A:通道截面积通道截面积 Amax=D2/4 P:表示节流阀前后压力差（表示节流阀前后压力差（P

15、a）PDC 2GL24Dmax=（）PA C 2GLD思考题思考题-8 1.工程上对于冷却设备的计算温度差都是如何确定的？工程上对于冷却设备的计算温度差都是如何确定的？2.小型冷库采用了小型冷库采用了“冻藏冻藏”合一的合一的-33蒸发回路，为什么冷藏蒸发回路，为什么冷藏间计算温度差仍采用间计算温度差仍采用 10 计取？计取？3.3.节流阀的容量应在设计容量的多少为宜？节流阀的容量应在设计容量的多少为宜？4.4.回气桶与氨液分离器作用有哪些是相同的？回气桶与氨液分离器作用有哪些是相同的？5.5.计算循环桶容积时，为什么要考虑回气管的容积，不用考虑计算循环桶容积时，为什么要考虑回气管的容积，不用考

16、虑供液管的容积？回气管容积应是如何计算，进取一路，还是以供液管的容积？回气管容积应是如何计算，进取一路，还是以蒸发系统中所有的回气总管都进行计算？蒸发系统中所有的回气总管都进行计算？6.6.有一制冷装置中采用双级压缩，高压级排气量有一制冷装置中采用双级压缩，高压级排气量V Vpgpg=245m=245m3 3/h/h；采用单级压缩回路的排气量采用单级压缩回路的排气量V Vpgpg=490m3/h=490m3/h，输气系数分别是，输气系数分别是g g=0.78;=0.680.78;=0.68，求：油氨分离器的直径，求：油氨分离器的直径=？7.7.选择制冷辅助设备是按计算的负荷选用，还是按照确定的

17、制选择制冷辅助设备是按计算的负荷选用，还是按照确定的制冷主机进行匹配？冷主机进行匹配？8.8.如何确定冷凝温度？如何确定冷凝温度？三、中间冷却器的选择计算三、中间冷却器的选择计算 中间冷却器的是二级压缩的吸入来源地，所以必中间冷却器的是二级压缩的吸入来源地，所以必须对中冷器的桶体截面积进行计算，防止二级吸入流须对中冷器的桶体截面积进行计算，防止二级吸入流速过大，使二级吸气中带走液体。另外，中冷器还承速过大，使二级吸气中带走液体。另外，中冷器还承担高压液体的过冷的功能，担高压液体的过冷的功能，需要验算中冷器蛇形盘管需要验算中冷器蛇形盘管冷却面积配置大小。冷却面积配置大小。中冷器蛇形盘管冷却面积中

18、冷器蛇形盘管冷却面积:A=Gd(h5-h6)/Kttm m zjtgtzjtLtgLzjt6tzjtLt6Lzjt6tzjtLtzj6zjLttlnttlnttln)tt()t(tlnttmttg:表示盘管出液温度比中冷温度高出表示盘管出液温度比中冷温度高出5计算。计算。（t t6=t=tg）K:K:蛇形盘管传热系数约等于蛇形盘管传热系数约等于(465-581)W/m(465-581)W/m2 2 K K有中冷器的汽液分离截面积：有中冷器的汽液分离截面积：F=D2/4 D=(4Vgg/)1/2 =1.128 (Gg v3/)1/2 =1.596 (P98,3-6-1)(式中：式中：Vgp：m3

19、/h ，Gg:Kg/h，=0.5m/s）gpgV第三节、第三节、辅助设备的选型计算辅助设备的选型计算 油氨分离器的选型计算油氨分离器的选型计算 油分离效果取决于桶体内被吸出的流速（油分离效果取决于桶体内被吸出的流速（）不能过大，填不能过大，填料式油分料式油分=0.3=0.3 0.5m/s;其他类型的油分离器其他类型的油分离器 F=(=(D2/4)=V=Vp p V Vp p：压缩机：压缩机 排入高压系统的输气量排入高压系统的输气量 m3/h VV4128.1D（m）;=0.30.5m/s 对于单级压缩与双级压缩共用一个油氨分离器时：对于单级压缩与双级压缩共用一个油氨分离器时：F=(D2/4)=

20、V =V1(单级单级)+g V2(双级双级)gVVV4g128.1D单级 也有采用：也有采用：（m）;=0.30.5m/s（m )3-6-8式式)G()G(128.1D33pgg15p1V4yFxpp 氨液分离器的计算氨液分离器的计算 1.机房氨液分离器机房氨液分离器（注：每一个蒸发回路只需要设置（注：每一个蒸发回路只需要设置一台机房氨液分离器，与层数、蒸发器形式、距离没有关系一台机房氨液分离器，与层数、蒸发器形式、距离没有关系）桶体直径桶体直径 D:pV128.1DpV4Vp:该系统制冷机的理论吸气量该系统制冷机的理论吸气量 m3/h。：压缩机的输气系数：压缩机的输气系数=0.5m/s 2.

21、库房氨液分离器库房氨液分离器（按回路、楼层、供液半径等情况设按回路、楼层、供液半径等情况设置）置）桶体直径：桶体直径：/G128.1D G4=0.5m/s 空气分离器空气分离器:每个制冷系统可设置一台空每个制冷系统可设置一台空气分离器。气分离器。集油器：为了制冷系统的安全、经济的正集油器：为了制冷系统的安全、经济的正常运行，应采用集油器集中进行放油，对常运行，应采用集油器集中进行放油，对于制冷系统较大（于制冷系统较大（200KW），可对制冷），可对制冷系统的放油系统的放油,分成为高压、低压系统分别设分成为高压、低压系统分别设置集油器进行放油，（即选用两个置集油器进行放油，（即选用两个D=325

22、mm的集油器分别进行对高压、低压的集油器分别进行对高压、低压系统放油）系统放油）对于制冷系统较小，可以只采用一个集油对于制冷系统较小，可以只采用一个集油器进行系统的放油。器进行系统的放油。二、贮存设备的选择计算二、贮存设备的选择计算 高压贮液桶高压贮液桶 （P99P99）高压贮液桶用于系统负荷变化进行调剂，同时高压贮液桶用于系统负荷变化进行调剂，同时还要起到液封作用。高压还要起到液封作用。高压 贮液桶的容积应与制冷机的循环量有关，还与制冷贮液桶的容积应与制冷机的循环量有关，还与制冷系统的大小有关系。系统的大小有关系。高压贮液桶的容积高压贮液桶的容积：10001GVV：贮氨器的容积：贮氨器的容积

23、(m3)G:制冷机的总循环量制冷机的总循环量(Kg):氨液在冷凝温度下的比容氨液在冷凝温度下的比容(l/Kg):贮氨器的充满度，贮氨器的充满度，=0.7：表示贮氨器的容积系数，以公称容积：表示贮氨器的容积系数，以公称容积(V)(V)的大小进行取值。的大小进行取值。V2000mV2000m3 3,=1.2;V=2000=1.2;V=200010000m10000m3 3,=1.0=1.0；V=1000120000m3,=0.8；V=200010000m3,=0.5 排液桶的选型与计算排液桶的选型与计算 排液桶用于热氨融霜时蒸发器的排液，也可以作为排液桶用于热氨融霜时蒸发器的排液，也可以作为机房氨

24、液机房氨液分离器分离器（回气桶）下面所设的低压贮液桶使用。（回气桶）下面所设的低压贮液桶使用。其容积计算其容积计算：V=Vp/=0.7 Vp:最大一冷间内蒸发器的总容积（最大一冷间内蒸发器的总容积（m3）：蒸发器的贮氨量百分比，见表蒸发器的贮氨量百分比，见表36-2 低压循环贮液桶的选型计算低压循环贮液桶的选型计算 见见P100P100页页 注意注意:当一个系统很大，计算得出的桶体直径当一个系统很大，计算得出的桶体直径“D D”较大，实际较大，实际上安装上安装设备设备、选、选购设备都有困难购设备都有困难，一般采用两个或两个以上的循环桶并联使用，应按照，一般采用两个或两个以上的循环桶并联使用，应

25、按照 确定出实际的桶径确定出实际的桶径D D1 1、D D2.2.)D(Di24n1i24计算)(128.14mDnVnV 氨泵的选型计算氨泵的选型计算 1.氨泵的流量计算氨泵的流量计算 Vb=nVz=n Gz=n Qz 1/q0 (m3/s)n:供液回路的循环倍数，冷藏间负荷稳定，供液回路的循环倍数，冷藏间负荷稳定，n=34；冻结间负荷波动大，冻结间负荷波动大，n=56。2.氨泵的扬程计算氨泵的扬程计算 泵的扬程包括氨液流体克服最不利环路产生的摩阻泵的扬程包括氨液流体克服最不利环路产生的摩阻PPm m、局部阻力、局部阻力PP、泵中心至最高蒸发器之间液柱泵中心至最高蒸发器之间液柱高度。高度。为

26、了能使调节站，对各路蒸发器进行调整供液量，需为了能使调节站，对各路蒸发器进行调整供液量，需要预留要预留100KP100KPa a的压头。的压头。扬程扬程 H=P/(g H=P/(g)=1/(g =1/(g)P)Pm m+PP+P+Ph h+100KP100KPa a :氨液的密度氨液的密度(Kg/m(Kg/m3)g=9.8m/s)g=9.8m/s2思考题思考题-9 1.当集油器高低压系统分别设置时，高压系统放油当集油器高低压系统分别设置时，高压系统放油都有哪些制冷设备，低压系统放油又有哪些设备？都有哪些制冷设备，低压系统放油又有哪些设备？2.如何确定氨泵供液系统的扬程和流量？如何确定氨泵供液系

27、统的扬程和流量？3.排液桶可以兼作低压贮液桶吗？（排液桶可以兼作低压贮液桶吗？（p102）4.计算排液桶的容积仅仅考虑最大冷间的蒸发器的计算排液桶的容积仅仅考虑最大冷间的蒸发器的贮氨量就可以了吗？还应该注意哪些情况？贮氨量就可以了吗？还应该注意哪些情况？第四章第四章 制冷系统的管道设计制冷系统的管道设计 单相流体的阻力计算单相流体的阻力计算 摩擦阻力计算摩擦阻力计算PPm m f:f:管道的摩擦阻力系数。按照表管道的摩擦阻力系数。按照表41制冷系制冷系统的工质流动控制在紊流光滑区至紊流过渡统的工质流动控制在紊流光滑区至紊流过渡区之间，其摩阻系数见表区之间，其摩阻系数见表42。但但与雷诺数与雷诺

28、数R Re e有关，制冷管道内流体流速均处于有关，制冷管道内流体流速均处于紊流光滑区（紊流光滑区（4000 R4000 Re e 11dn/e 11dn/e）与紊流过渡区）与紊流过渡区（1 11dn/e1dn/e R Re e 445 445dn/edn/e）之间，（）之间，（粘性底层厚粘性底层厚接近或稍大于管壁的粗糙高接近或稍大于管壁的粗糙高 e）沿程摩擦阻力计算沿程摩擦阻力计算PPm m=f=f L 2 2/(2/(2dn)局部阻力计算局部阻力计算P Pm=2/2 ，把局部阻力系数把局部阻力系数折算到折算到当量长度当量长度 Le Pm=2/2=Le f 2/(2 dn)(p105,4-1-

29、13)=Le f/dn Le =(/f)dn=n dn (n=/f)当量长度当量长度Le，是把局部阻力系数，是把局部阻力系数 所产生的管道所产生的管道压力降，转变成为某一管道上流体的长度摩擦压力降。压力降，转变成为某一管道上流体的长度摩擦压力降。以管道的管径的倍数以管道的管径的倍数（n dn）表示。）表示。如一个角阀全开，就可以认为其局部阻力相当与如一个角阀全开，就可以认为其局部阻力相当与自身管径的自身管径的170倍（倍（170 dn=Le）的等长度（）的等长度（Le）管道，具有相同的沿程摩阻损失。管道，具有相同的沿程摩阻损失。（P106）系统管道总阻力损失系统管道总阻力损失 P=PP=Pm+

30、P+P =f =f (L+Le)2 2/(2/(2dn)两相流体的阻力计算两相流体的阻力计算 既有液体，又有气体存在共同流动的状态既有液体，又有气体存在共同流动的状态叫做：叫做：“两相流体两相流体”。氨泵供液系统的回气。氨泵供液系统的回气管中均处于两相流体的流动状态之中。管中均处于两相流体的流动状态之中。两相流体产生的管道阻力损失，要比纯两相流体产生的管道阻力损失，要比纯气态或纯液态的单相流体产生的管道阻力损气态或纯液态的单相流体产生的管道阻力损失大和状态复杂。失大和状态复杂。两相流体管中两相流体管中，流体流态分，流体流态分为两种：为两种：1.流动过程中与外界没有热交换，气液的比例不变。流动过

31、程中与外界没有热交换，气液的比例不变。如节流阀后至蒸发器前的管段，就可认为是气液比例不如节流阀后至蒸发器前的管段，就可认为是气液比例不变的两相流管段。阻力计算按变的两相流管段。阻力计算按液体阻力计算为基础液体阻力计算为基础，根，根据气态的含量（干度据气态的含量（干度x），乘以修正系数进行计算），乘以修正系数进行计算。（P106,4-1-15）P=2（1-）1.75 P液体液体，：参数与参数与X有关有关。X=(1/)1.8 （”/）（/）0.2 0.5 ”、：饱和汽、液的密度，：饱和汽、液的密度，Kg/m3 ;、：饱和液、汽的动力粘度，：饱和液、汽的动力粘度，Kg/ms 由由：P液体液体=f (

32、L+Le)2/(2dn)（4-1-17）212021XX2.2.两相流体在流动的过程中，不断与外界两相流体在流动的过程中，不断与外界进行进行热交换，进行进行热交换，流体汽液比例沿程变化流体汽液比例沿程变化。如在蒸发器中，在流量不变、管径不变条件如在蒸发器中，在流量不变、管径不变条件下，两相流体的比容会不断变大，比容的增加而下，两相流体的比容会不断变大，比容的增加而引起流速加速。引起流速加速。这部分加大的管内阻力损失这部分加大的管内阻力损失叫做叫做加速压力降加速压力降PPa a.。PP =P=Pm m+PP+P+Pa a 加速压力降加速压力降Pa:Pa=Gw2 (）（4-1-19）Gw2：单位截

33、面积上的重量流速：单位截面积上的重量流速(Kg/sm2):管道进出口比容变化管道进出口比容变化 m3/Kg，=（x2-x1）（”-）”、：气态比容、液态比容：气态比容、液态比容(m3/Kg)两相流中与外界不断有热交换，管道系统的阻力损失两相流中与外界不断有热交换，管道系统的阻力损失（总阻力）（总阻力）P：P=Pm+P+Pa =2（1-x）1.75 P液体液体+Gw2（x2-x1）（”-）(P107,4-1-21)制冷系统管径的确定制冷系统管径的确定 1.已计算出管道中流量已计算出管道中流量 G(Kg/s),根据流量的大小，限定出一个流根据流量的大小，限定出一个流速速w,由公式由公式:dn2 w

34、/4=G/：流体密度：流体密度（Kg/m3）管道内径管道内径PPPP128.1d2WdLLmwG4wGn2nefP：允许压降，吸气管允许压降为蒸发温度允许压降，吸气管允许压降为蒸发温度1;排气管排气管允许压降相当于用电量增加允许压降相当于用电量增加1%，相当饱和温度升高，相当饱和温度升高0.5，见，见表表44,P108 页。页。不同的长度，通过相同不同的长度，通过相同G的工质量，对应的管道直径（的工质量，对应的管道直径（dn）应当有所变动。应当有所变动。也就是说，也就是说，w值应有所正确的估计。值应有所正确的估计。Qz G w L dn PP第二节第二节 制冷管道的设计计算制冷管道的设计计算

35、制冷管道的选择计算制冷管道的选择计算 主要管道管径选定，采用限定管段的流动阻力损主要管道管径选定，采用限定管段的流动阻力损失来确定对应管径的大小，依据把各管段流动阻失来确定对应管径的大小，依据把各管段流动阻力产生的额外能耗限制在系统能耗的力产生的额外能耗限制在系统能耗的1%4%的的范围内。对应的阻力所产生的饱和温度差正好在范围内。对应的阻力所产生的饱和温度差正好在0.5 1的范围内。的范围内。P108表表4-2-1；4-2-3把限定把限定P转化为在一定长度转化为在一定长度下的限定下的限定的的流速流速；P109图图4-2-1；4-2-15 则把把限定的则把把限定的P，在定长，在定长度管段下通过不

36、同的冷量（流量）转换为管经度管段下通过不同的冷量（流量）转换为管经（流速控制）（流速控制）第三节第三节 管道的伸缩和补偿管道的伸缩和补偿一、管道的伸缩与补偿一、管道的伸缩与补偿 管道受到工作温度安装时的温度不同，产生热管道受到工作温度安装时的温度不同，产生热胀冷缩变化量胀冷缩变化量 L=L(t安装安装 t工作工作):钢材的膨胀系数钢材的膨胀系数 =1210-6 m/m(1/)管道被固定不能产生自由的伸缩时，管道会产管道被固定不能产生自由的伸缩时，管道会产生热应力生热应力 =E=E L/L =E (t2-t1)水水=0.5W/m2，（4倍）倍）又能使冷却放热加快又能使冷却放热加快。第二段，第二段

37、，室温室温0 2，经过，经过10h的自然循环的自然循环冷却（关闭强冷风循环，也可采用小型风机冷却（关闭强冷风循环，也可采用小型风机运行），使肉的内外温度趋于均衡，至肉体运行），使肉的内外温度趋于均衡，至肉体中心温度降至中心温度降至36。全部冷却时间可在。全部冷却时间可在14h完成。比一段式冷却可节省时间完成。比一段式冷却可节省时间56h,同时也同时也降低了干耗损失（降低了干耗损失（1%以内）。以内）。两段式冷却比一段式冷却所需要的两段式冷却比一段式冷却所需要的单位制冷单位制冷量量要大许多，蒸发器、风机的配置也要求高，一要大许多，蒸发器、风机的配置也要求高，一次投入和运行费用都要大，但干耗少，冷

38、却间的次投入和运行费用都要大，但干耗少，冷却间的处理能力能够加快了。处理能力能够加快了。两段式冷却冷量两段式冷却冷量不平衡系数达到不平衡系数达到2，配置较大，配置较大蒸发面积和风量，也可采用分两间的进行两段式蒸发面积和风量，也可采用分两间的进行两段式的冷却，以提高冷间的利用率。的冷却，以提高冷间的利用率。牛羊肉由于冷收缩，仅能采用慢冷却。牛羊肉由于冷收缩，仅能采用慢冷却。1.2 果蔬冷却间果蔬冷却间 果蔬采摘后仍为活体，具有生命活性，进行新陈代谢果蔬采摘后仍为活体，具有生命活性，进行新陈代谢活动，自身可抵御微生物的侵害，冷却降温主要是为活动，自身可抵御微生物的侵害，冷却降温主要是为了降低果蔬生

39、物活性，减少自身消耗，最大限度保持了降低果蔬生物活性，减少自身消耗，最大限度保持住收获后的新鲜程度。每一个品种，都有某一个极限住收获后的新鲜程度。每一个品种，都有某一个极限冷却温度，低于这个温度果蔬的生理机能遇到障碍，冷却温度，低于这个温度果蔬的生理机能遇到障碍，失去平衡，称之为冷害失去平衡，称之为冷害。梨出现黑心病；西瓜出现凹。梨出现黑心病；西瓜出现凹斑，风味异常；香蕉表皮发黑，催熟不良。斑，风味异常；香蕉表皮发黑，催熟不良。在产地把收获后的果蔬进行冷却，去掉田间热，然后在产地把收获后的果蔬进行冷却，去掉田间热，然后转入冷库贮存。转入冷库贮存。冷却间设计温度冷却间设计温度05，空气流速，空气

40、流速0.51.0m/s，冷却时，冷却时间间24h.2、肉类冷却间的设计、肉类冷却间的设计 采用落地式冷风机无风道短管，大口径喷口射流上送风，强采用落地式冷风机无风道短管，大口径喷口射流上送风，强制空气循环。见图制空气循环。见图61-1、61-2。第二节第二节 冻结间设计冻结间设计 冻结间按食品冷藏工艺理论，冻结时间越短，冻结终温越低，冻结间按食品冷藏工艺理论，冻结时间越短，冻结终温越低，冻结后的品质就越好，但冻结速度越快，蒸发温度就越低，单位冻结后的品质就越好，但冻结速度越快，蒸发温度就越低，单位时间的负荷就越大，成本就越高。现今的经济发展水平，冻结盘时间的负荷就越大，成本就越高。现今的经济发

41、展水平，冻结盘装食品一般设计装食品一般设计10h左右；冻吊挂白条肉约左右；冻吊挂白条肉约20h左右。左右。而不吹风自而不吹风自然循环冻结间要然循环冻结间要4872h.冻结间设计的难点，不是要求低的温度达不到，也冻结间设计的难点，不是要求低的温度达不到，也不是强制循环的风量不够多，关键在于充分利用冻结间不是强制循环的风量不够多，关键在于充分利用冻结间的有效容积的前提下，的有效容积的前提下，只有这只有这样，才能达到缩短冻结时间，节省能耗，提高冻品的质量和数量样，才能达到缩短冻结时间，节省能耗，提高冻品的质量和数量。冻结间设计应适应不同的生产产品。肉类加工冻结间设计应适应不同的生产产品。肉类加工以冻

42、白条猪、牛、羊为主，以轨道吊挂冻结方式为以冻白条猪、牛、羊为主，以轨道吊挂冻结方式为主，辅以少量分割肉的冻结。主，辅以少量分割肉的冻结。鸡、鸭禽、鱼、料理食品以盘装进行冻结，采鸡、鸭禽、鱼、料理食品以盘装进行冻结，采用轨道吊笼式或搁架式冻结方式。用轨道吊笼式或搁架式冻结方式。对于蔬菜类，如刀豆、芸豆等，草莓、单体虾对于蔬菜类，如刀豆、芸豆等，草莓、单体虾均采用冻结专用设备进行冻结。冻结量大，冻结速均采用冻结专用设备进行冻结。冻结量大，冻结速度快，质量更好，但投资较高。度快，质量更好，但投资较高。国内冻结生产普遍采用一次冻结工艺国内冻结生产普遍采用一次冻结工艺。（即。（即不经过预冷却阶段，直接进

43、行冻结。）不经过预冷却阶段，直接进行冻结。）冻结形式多采用冻结形式多采用：（：（冻结食品冻结食品与制冷剂或载冷剂不直接接触）与制冷剂或载冷剂不直接接触）半接触式（搁架）冻结；半接触式（搁架）冻结；非接触式冻结（强制循环吹风）；非接触式冻结（强制循环吹风）；接触式冻结（平板式冻结器）。接触式冻结（平板式冻结器）。直接冻结工艺直接冻结工艺是利用低温盐水、乙二醇、丙是利用低温盐水、乙二醇、丙三醇不冻液或液氮、干冰（三醇不冻液或液氮、干冰（co2）作介质直）作介质直接对食品进行冻结加工。接对食品进行冻结加工。见下图见下图食品放在传送带上，一食品放在传送带上，一直到出口都受到冷却空直到出口都受到冷却空气

44、吹冻。适于油炸、烹气吹冻。适于油炸、烹调食品的冻结。调食品的冻结。第三节第三节 冷却物冷藏间冷却物冷藏间 冷却物冷藏间是贮存水果、蔬菜、鲜蛋的冷却物冷藏间是贮存水果、蔬菜、鲜蛋的冷藏间。冷藏间。设计的要点保证库温的波动要小，迅速能设计的要点保证库温的波动要小，迅速能把货物间的呼吸热拿走。为了满足要求，把货物间的呼吸热拿走。为了满足要求，冷却物冷藏间要采用干式落地式翅片冷风冷却物冷藏间要采用干式落地式翅片冷风机并配均匀送风道进行设计。可以较好保机并配均匀送风道进行设计。可以较好保证货间有均匀的气流分布。证货间有均匀的气流分布。一、均匀送风道的设计一、均匀送风道的设计 （P154P154图图6-3

45、-16-3-1风管风管1 1）均匀送风道的设计必须做到通过每节的送风道侧均匀送风道的设计必须做到通过每节的送风道侧面喷嘴的风量、风向相同送风方向垂于送风道的轴线。面喷嘴的风量、风向相同送风方向垂于送风道的轴线。送风道设计要求送风道的多截面静压应是相等状送风道设计要求送风道的多截面静压应是相等状态，这样才能使送风道形成均匀送风的状态。态，这样才能使送风道形成均匀送风的状态。均匀送风道应设计成为静压大，动压小的模式，均匀送风道应设计成为静压大，动压小的模式，以达到以达到均匀送风均匀送风要求。一般把均匀送风道首段风速控要求。一般把均匀送风道首段风速控制在制在812m/s;末段风速约末段风速约12m/

46、s。圆锥式送风口见图圆锥式送风口见图63-2，每个送风口的风量采用，每个送风口的风量采用400m3/h(风口风速风口风速1219m/s,取风速取风速=15m/s,风口直径风口直径ds=0.1m。)，经过送风风口的阻力损失经过送风风口的阻力损失P：Pc=2/（2 ）（6-3-1）为风口的有效系数，一般取为风口的有效系数，一般取=0.95二、送风口的形式二、送风口的形式:圆锥式风口：圆形射流，一般采用轴对称射流形式。圆锥式风口：圆形射流，一般采用轴对称射流形式。条缝型风口：平面式射流。条缝型风口：平面式射流。喷口射流水平射程的计算：喷口射流水平射程的计算：y=(0 0.266266 w w/w w

47、m m-0.145)-0.145)d ds/A A （6-3-2）y:喷口至射流终端距离（喷口至射流终端距离（m）:喷口出凤流速（喷口出凤流速（m/s）m m:喷口射流回风流速喷口射流回风流速（0.25m/s左右）左右）ds:喷口直径（喷口直径（m）A：喷口紊流系数，圆柱型为喷口紊流系数，圆柱型为0.076 y=9.7m；(W=9.7m/s,WW=9.7m/s,Wm m=0.5m/s)；ds=85mm;每风口流每风口流量量400m3/h y=16m;(W=9.7m/s,WW=9.7m/s,Wm m=0.3m/s);ds=85mm;每风口流每风口流量量400m3/h条缝型送风口出风速度低，一般条

48、缝型送风口出风速度低，一般8m/s8m/s以下，常用（以下，常用（2 2 6m/s6m/s），风管内的静），风管内的静压小，风机的压头要求可以小。但送压小，风机的压头要求可以小。但送风的方向难以垂直送风道的轴线。出风的方向难以垂直送风道的轴线。出风口、设在均匀送风道的两侧，形成风口、设在均匀送风道的两侧，形成两条高度不变的条缝。出风不设导风两条高度不变的条缝。出风不设导风板，出口风速视射程定。板，出口风速视射程定。三、均匀送风道的设计计算三、均匀送风道的设计计算1.1.均匀送风道设计原理均匀送风道设计原理1.1 1.1 风道上侧孔出流风道上侧孔出流:当空气通过侧面送风孔时，空气受到当空气通过侧

49、面送风孔时，空气受到 风道内垂直风道壁面的静压风道内垂直风道壁面的静压 P Pj j 作用，促使作用，促使 空气通过侧孔流出空气通过侧孔流出.产生一个垂直于风道壁产生一个垂直于风道壁 面的静压流速是（面的静压流速是（V Vj j）=(2=(2P Pj j/)1/21/2;在动压在动压 P Pd d 作用下，风道内的平行于风道的气流速度作用下，风道内的平行于风道的气流速度 Vd,Pd=Vd2/2,（Vd）=(2Pd/)1/2。空气通过侧孔的实际速度空气通过侧孔的实际速度 V=(Vd 2+Vj 2)1/2=(Pj+Pd)2/1/2 空气实际流速空气实际流速V与风道轴线的夹角与风道轴线的夹角称称为出

50、流角，为出流角，tg =Vj/Vd=(Pj/Pd)1/2 ,实际流速实际流速V大小与侧孔截面的全压有关，大小与侧孔截面的全压有关，而侧孔的中气流出流方向则与静压对动压之比有关。而侧孔的中气流出流方向则与静压对动压之比有关。dVj显然静压越大，显然静压越大，Vj 越大、动压越小，风道内的流速越大、动压越小，风道内的流速越小，则流出角越小，则流出角 越大，气流越接近于风道壁面相越大，气流越接近于风道壁面相垂直，越好。垂直，越好。2.侧孔送风时风道内的静压变化侧孔送风时风道内的静压变化1 2 3 n-1 n设一等截面的送风风道，壁面上开设设一等截面的送风风道，壁面上开设 n个侧孔，可以按流体力个侧孔