论文总字数：18421字

摘 要

由于环境问题日益突出，水资源越来越匮乏，对空气冷却器的研究具有很重要的意义。

本文设计了一台水-空气冷却器，总共分为四步，热力计算、校核计算、结构设计和图纸绘制。

首先，根据初始条件，计算出总传热量，然后估计总传热系数和出口风温，初步估计所需换热面积，然后选择合适的管束。接下来，选择合适的迎面风速，计算风量和出口风温，然后计算管内外表面换热系数，选取换热热阻，计算总传热系数，然后计算出所需的换热面积，之后校核面积余量。面积余量满足要求后，计算管内外压降，选择风机，计算风机噪声，都满足要求后，热力计算结束。本文不考虑空气冷却器的防冻。

其次，用EDR进行校核。

接着，进行百叶窗、构架、管箱等部件的结构设计并校核应力。

最后进行图纸绘制，设计出一台基本满足工程要求的水-空气冷却器。

关键词：空气冷却器 EDR 热力计算 结构计算

Design of 80m3/h water-air cooler based on EDR

Abstract

As the environmental problems become more and more serious and water resources become more and more scarce,the study of air cooler is of great significance.

A water-air cooler is designed in this paper,which is divided into four steps,including thermodynamic calculation,checking calculation,structural design and drawing of drawings.

First,according to the initial conditions,calculate the total heat transfer rate,then estimate the total heat transfer coefficient,outlet air temperature and the required heat transfer area,and then select the appropriate bundle. Next,select the appropriate wind speed,calculate the air volume and outlet air temperature,then calculate the inner and outer surface coefficient of heat transfer of the tubes,select the heat transfer resistance, calculate the total heat transfer coefficient,then calculate the required heat transfer area,and then check the area allowance.After the area allowance meets the requirements,calculate the pressure drop inside and outside the tube,select the fan,and calculate the fan noise.After the requirements are met,the thermodynamic calculation is completed.The antifreeze of air cooler is not considered in this paper.

Next,use EDR to check.And,carry out the structural design of the louver,frame, headers and other components and check the stress.

Finally,a water-air cooler is designed to meet the engineering requirements.

Keywords:Air cooler;EDR;Thermodynamic calculation;Structural calculation

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

符号表 V

第一章 绪论 1

1.1 研究意义 1

1.2 空气冷却器的冷却方式 1

1.2.1 干式 1

1.2.2 湿式 1

1.2.3 干湿联合式 1

1.3 空气冷却器的重要部件 1

1.4 空气冷却器的应用 2

1.4.1 空气冷却器在水泥工业的应用 2

1.4.2 空气冷却器在凝结水回收冷却系统中的应用 2

1.4.3 空气冷却器在航空发动机上的应用 2

1.5 空气冷却器的研究概况 2

第二章 热力计算 4

2.1 初始条件 4

2.2 热力计算 4

2.2.1 计算水的定性温度 4

2.2.2 计算总传热量 4

2.2.3 初选空气冷却器部件的型号 5

2.2.4 计算管内膜传热系数 10

2.2.5 风量和出口气温的计算 11

2.2.6 计算翅片膜传热系数 11

2.2.7 各部分的传热阻力 12

2.2.8 计算总传热系数 13

2.2.9 总温差的计算 13

2.2.10 计算传热面积及其校核 14

2.2.11 水的压降计算 14

2.2.12 计算管外阻力 15

2.2.13 计算风机能耗 16

2.2.14 估算风机噪声 17

第三章 EDR校核 18

第四章 结构设计 27

4.1 管束的设计 27

4.2 管箱选型及结构校核计算 27

4.2.1 计算顶板、底板应力 28

4.2.2 计算管板应力 29

4.3 支梁参数 31

4.4 构架参数 31

4.5 百叶窗参数 31

第五章 结论与展望 32

5.1 结论 32

5.2 展望 33

参考文献 34

致谢 37

符号表

符号 含义 单位

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