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聊聊冷冻干燥机系统中不可小觑的蒸发器

发布时间:2020-07-29   点击次数:113次
   冷冻干燥机制冷系统中的蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量,实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
  冷冻干燥机按操作压力分常压干燥机和真空干燥机两类,在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速干燥过程,且可降低湿分沸点和物料干燥温度,蒸汽不易外泄,所以真空干燥机适用于干燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合。
 

冷冻干燥机

  冷冻干燥机中压力较高的压缩空气(O.7MPa左右)走的是蒸发器壳程,压力较低的冷媒蒸汽(O.4MPa左右)走的是蒸发器管程,壳程压力比管程压力高。蒸发器是冷干机主要的换热部件。压缩空气在蒸发器中被强制冷却,其中大部分水蒸气冷却而凝结成液态水排出机外,从而使压缩空气得到干燥。在蒸发器中进行的是空气和冷媒低压蒸汽之间的对流热质交换,通过节流装置后的低压冷媒液体,在蒸发器进而发生变发成为低压冷媒蒸汽,在蒸发过程中吸收周围热量,从而使压缩空气降温。冷冻干燥机运行中如果发生蒸发器铜管破裂,压缩空气就会从破裂处侵入铜管,并随同冷媒蒸汽吸入压缩机,空气是一种不凝性气体,它存在于冷媒系统会使系统冷凝压力在很短时间内快速上升,导致跳闸故障,严重时会使压缩机损坏。
  当冻干机停止工作时,管内冷媒压力升高到与环境温度相对应的值,而蒸发器壳体中因无压缩空气通过,仅保持为大气压力。此时高压冷媒会很快从铜管破裂处泄漏。计算蒸发器热负荷是设计冷干机制冷系统的依据,是热工计算的重要一环。要计算蒸发器热负荷,必须先确定:
  1.被处理的压缩空气质量流量m;
  2.压缩空气进入蒸发器时的温度t1(℃);
  3.空气在蒸发器里最终将冷却到的温度t2(℃)。
  实际计算中,t2往往用“压力露点”期望值来代替。饱和压缩空气在蒸发器里温度从t1降到t2放出的热量(也即吸收的冷量)由下列三部分组成:
  温度从t1降至t2时,压缩空气中干空气所放出的热量q1;
  温度从t1降至t2时压缩空气中所含的水蒸气所放出的热量q2;
  温度从t1降至t2时凝结水量的相发潜热q3。蒸发器的热负荷Q就是上述三者之和。
  实际工作中,蒸发器铜管发生破裂的现象并不罕见,是冷冻干燥机的一种严重的内部故障,它十分隐蔽,现场又很难处理。所以在制作、运输及使用过程中要特别留意。
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