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压缩机制冷量与冷干机负荷的关系

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答:热负荷计算是冷冻机制冷系统设计的基础。在有预冷器存在的情况下,我们将蒸发器热负荷作为选择制冷压缩机及制冷系统其他部件的依据。由于干燥机的工作条件在不断变化,蒸发器热负荷随进气温度、气体压力、环境条件(温度、湿度等)变化而变化。各厂家蒸发器计算热负荷的确定原则不尽相同。但在任何情况下,制冷压缩机的产冷量总是要大于蒸发器的计算热负荷,不然就不能保证在极端工况条件下压缩空气的处理效果。

对一台已选定的制冷压缩机来讲,产冷量主要取决于蒸发温度和冷凝温度(由LgP—i图可以作具体计算),而与蒸发器热负荷没有关系。这就是为什么在低负荷时冷冻干燥机会出现“大马拉小车”的现象。

冷干机凝结水是怎样生成的?

答:通常饱和的高温压缩空气进入冷干机后,所含的水蒸气由两条途径凝结成液态水,即:①直接与冷面接触的水蒸气以预冷器、蒸发器的低温面(如换热铜管外表面、散热翅片、折流档板及容器壳体内表面)为载体冷凝结露(如同自然界地表结露过程);②不与冷面直接接触的水蒸气则以气流本身挟带的固态杂质为“凝结核”冷凝结露(如同自然界云雾、雨形成过程)。凝结水滴的初始粒径取决于“凝结核”的大小。如果进入冷干机的压缩空气中混有的固体杂质粒径分布是通常所说的0.1-25μm之间,那么凝结水初始粒径至少也在相同数量级上。而且在跟随压缩空气流动过程中,水滴之间、水滴与冷面之间不断碰撞、集聚,其粒径还会不断增大,并在增大到一定程度后依靠自重与气体发生分离。

由于压缩空气携带的固体尘粒在凝结水生成过程中起着“凝结核”的作用,这也启发我们有理由认为,冷干机中凝结水生成是压缩空气的“自净”过程。

气水分离器效率对露点影响有多大?

答:尽管在压缩空气流径中设置一定数量的挡水板确实能将大部分凝结水滴与气体分离开来,但那些粒径更细小的水滴,特别是在最后一块折流挡板后生成的凝结水仍有可能进入排气通道。

如果不加阻挡,这部分凝结水在预冷器里遇热蒸发成水蒸汽,使压缩空气的露点升高。例如0.7MPa的1Nm3压缩空气在冷干机中温度从40℃(含水量为7.26g)降至2℃(含水量为O.82g),冷凝结生成水量为6.44g;如果其中70%(4.51g)凝结水在气体流动过程中“自发”分离并排出机外,则尚有1.93g凝结水要由“气水分离器”来完成捕捉分离;如果“气水分离器”的分离效率80%,则最终还有0.39g的液态水要随空气进入预冷器并在那里二次蒸发还原成水蒸气,使压缩空气水蒸气含量由曾经达到过的O.82g增加到1.21g,此时压缩空气的“压力露点”上升到8℃。由此可见,提高冷干机“气水分离器”的分离效率,对降低压缩空气的“压力露点”有十分重要的意义。

压缩空气与凝结水是如何分离的?

答:冷干机中凝结水的生成和汽水分离过程,是从压缩空气进入冷干机后就开始的。在预冷器和蒸发器中设置了折流挡板后,这种汽水分离过程就变得更加强烈。凝结水滴在与挡板碰撞后由于运动变向、惯性重力等综合作用而集聚、而长大,最后在本身重力作用下实现汽水分离。可以这样说,冷干机中相当大一部分凝结水是在流动过程中“自发”进行汽水分离的。为了捕捉残留在空气中的一部分细小水滴,冷干机中还设置了更高效的专用气水分离器,以便让进入排气管的液态水降至最少从而尽可能降低压缩空气的“露点”。 

 


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