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4.2.2设计例

4.2.2设计例
下面针对管内是单相流体的情况,举例说明空冷器的设计计算方法。
例4. 2.1设计一台空气冷却器，用于由某设备排岀的热水的冷却。
已知，热水流量:

=130 t/h = 36. 1 kg/s；热水压力为0.5 MPa；热水进入空冷器温度：

；热水流出空冷器温度：

，取水的平均比热容c_p = 4. 2 kJ/ (kg •℃)。
解首先，进行初步设计。
(1) 由管内介质的给定参数计算热负荷。

(2) 选择空气的设计气温。
首先，根据当地气象资料，日最高气温的年平均值为15℃，考虑一定的安全系数，本设计选择

=16℃作为设计入口气温。
(3) 选择空气的出口温度和空气温升。
空气的出口温度要低于管内介质的出口温度40℃设计选择空气出口温度为

=34℃，比水的出口温度低6 ℃空气温升为

。

(4) 空气流量确定，由热平衡式

(5) 迎风面空气质量流速的选择。

(6) 空冷器所需总迎风面积。

(7) 翅片管束的尺寸及数目。
选择:管束长度L=12.0 m,宽度W=3.0 m,则单个管束迎风面积:

_o迎风面上管束数目：

,选取M =6,则总迎风面积为F=36 mx6 m = 216 m² _o
实取迎风面质量流速为

(8) 翅片管参数的选择和计算。
基管尺寸:

；基管材质:碳钢3078；翅片外径：50 mm；翅片高度；12.5 mm；翅片厚度t = 0. 5 mm；翅片节距0 = 2.3 mm ；翅片材质：AL；加工方式：钢/铝轧制复合翅片管。
翅化比的计算：
单翅片外表面积

翅片间裸管面积

1个节距内翅片管外表面积

1个节距内的光管外表面积

翅化比：

(9) 翅片管束的参数选择和计算。
翅片管横向管间距

=56 mm；考虑管束的边框宽度为2x100 mm；横向管排数

= (3 000-200)/56 = 50排，考虑到管束为叉排(错排)排列，取

=48排。
(10) 传热面积的确定。
翅片管有效长度

单支翅片管有效传热面积(以基管外表面为基准)

单排翅片管传热面积

单管束传热面积,取管束纵向为4排管

空冷器总传热面积

翅片管总根数