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凍干機(jī)的熱負(fù)荷技術(shù)討論
2022-7-15 閱讀(1822)
凍干機(jī)的傳熱過(guò)程分析是設(shè)備設(shè)計(jì)和制作的理論依據(jù)。進(jìn)行計(jì)算的目的是根據(jù)壓縮空氣狀態(tài)(主要是進(jìn)氣壓力和溫度)，確定其降溫過(guò)程制冷系統(tǒng)所需要供給的制冷量、預(yù)冷器和蒸發(fā)器的負(fù)荷分配、計(jì)算凍干機(jī)排水量，同時(shí)也可借此預(yù)測(cè)排氣干球溫度。
凍干機(jī)
實(shí)質(zhì)而論，凍干機(jī)是由兩個(gè)換熱器構(gòu)成的復(fù)合式換熱器，有幾種不同狀態(tài)的流體參與換熱：
1.預(yù)冷器里的熱流體是溫度較高的飽和壓縮空氣，冷流體是冷卻后相對(duì)干燥的壓縮空氣，兩者水當(dāng)量(定壓比熱與質(zhì)量的乘積)極為接近；
2.蒸發(fā)器里熱流體是溫度已預(yù)先降低了的飽和壓縮空氣，冷流體是冷媒蒸汽。
蒸發(fā)器由獨(dú)立的制冷系統(tǒng)提供冷源，而預(yù)冷器的冷源則來(lái)自通過(guò)蒸發(fā)器冷卻了的壓縮空氣，因而不具備獨(dú)立性。所以說(shuō)，在整個(gè)熱交換過(guò)程中預(yù)冷器的作用是回收制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的部分冷量，客觀上減少了凍干機(jī)整機(jī)的能量消耗。
凍干機(jī)的預(yù)冷器從蒸發(fā)器回收的冷量Q’越多或進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度t2越低，表示預(yù)冷器里冷氣流的熱交換越劇烈，凍干機(jī)排氣溫度t4也就越高;在t3不變的前提下蒸發(fā)器熱負(fù)荷就越小，需要由制冷壓縮機(jī)提供的冷量Q0也就越少，凍干機(jī)消耗的能量也就越少。
但由于被預(yù)冷器回收的冷量Q’只是壓縮機(jī)總制冷量Q0的一部分，Q0越少，Q’也要隨之減少;而且由于受到冰點(diǎn)極限的限制，壓縮機(jī)不可能提供更多的冷量來(lái)分流給預(yù)冷器，這就必然使t2上升，如此循環(huán)的結(jié)果就是使進(jìn)入預(yù)冷器的冷量收到限制，換句話(huà)說(shuō)，即t2的降幅是有限制的。
在凍干機(jī)的熱工計(jì)算中，進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度t2(d2)是變動(dòng)值，其高低選擇決定了制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器的負(fù)荷，相應(yīng)地決定了制冷壓縮機(jī)的功耗。在凍干機(jī)中，換熱器(蒸發(fā)器和預(yù)冷器)負(fù)荷可通過(guò)計(jì)算熱流體進(jìn)出口焓差來(lái)求得：
Δh=1.01Δt+(2501+1.84Δt)Δd(KJ/kg干空氣)；
式中：Δt-作為熱流體的壓縮空氣進(jìn)出口溫度差，℃Δt=t’-t”；t’-壓縮空氣進(jìn)入換熱器時(shí)的溫度；t”-壓縮空氣離開(kāi)換熱器時(shí)的溫度；1.01-干空氣的平均定壓比熱，KJ/kg.℃；1.84-水蒸氣的平均定壓比熱，KJ/kg.℃；2501-水的汽化潛熱，KJ/kg；Δd-換熱器中產(chǎn)生的凝結(jié)水量，kg；Δd=d’-d”。
式中，d’、d”分別表示對(duì)應(yīng)溫度t’和t”時(shí)壓縮空氣中的飽和含水量，kg。
換熱器的熱負(fù)荷為：
Q=qmΔh(W)；
式中：qm-空氣的質(zhì)量流量，kg/s。
