冷凍式干燥機(jī)
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冷干機(jī)工作過(guò)程中的熱工分析2019-05-13
?傳熱過(guò)程分析（熱工分析）是任何熱工設(shè)備設(shè)計(jì)和制作的理論依據(jù)。冷干機(jī)熱工計(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Q、預(yù)冷器和蒸發(fā)器的負(fù)荷分配、計(jì)算冷干機(jī)排水量，同時(shí)也可借此預(yù)測(cè)排氣干球溫度t4。
就其實(shí)質(zhì)而論，冷干機(jī)是由兩個(gè)換熱器構(gòu)成的復(fù)合式換熱器，共有三種不同狀態(tài)的流體參與了換熱：
①預(yù)冷器里，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，客觀上減少了整機(jī)的能量消耗。
為什么說(shuō)壓縮空氣在冷干機(jī)預(yù)冷器里的降溫是收到限制的？
在冷干機(jī)中參與換熱過(guò)程的已知量有兩個(gè)：一定壓力下的進(jìn)氣溫度t1（與之對(duì)應(yīng)的是含水量d1）及目標(biāo)參數(shù)壓力露點(diǎn)td，如下圖──圖中用t3（d3）代替td。
冷干機(jī)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，冷干機(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，冷干機(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，換句話說(shuō)，即t2的降幅是有限制的。
在冷干機(jī)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。
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