冷干机知识

冷干机知识

01预冷器在冷干机中起什么作用?

答：严格讲来，预冷器并不是冷冻干燥机的必备部件，但它在冷干机运行中又起很大的作用。预冷器在冷干机里的主要作用是“回收”被蒸发器冷却后的压缩空气所携带的冷量(对绝大多数用户来讲这部分冷量属“废冷”)，并用这部分冷量来冷却携带大量水蒸气的较高温度的压缩空气．从而减轻了冷干机制冷系统的热负荷，达到节约能源的目的。

另一方面，低温压缩空气在预冷器里温度得到回升，使排气管道外壁不致因温度过低而出现讨厌的挂露现象。此外，压缩空气温度升高后，降低了管道内空气的相对湿度(可达φ=5—10％)。根据金属锈蚀理论，当环境相对湿度低于临界点(φ=40％)时，金属管道生锈现象便会停止。所以，现在冷干机中都设有预冷器。

02没有预冷器的冷干机可以用吗?

答：有些用户需要含水量低而且温度也低的压缩空气，这时冷干机就可不再设置预冷器了。由于不设置预冷器，冷空气的冷量得不到回收利用，蒸发器热负荷会增加很多。在这种情况下，不仅需要大制冷压缩机的功率来进行能量补偿，而且对整个制冷系统的其它部件(蒸发器、冷凝器及节流元器件)都需要进行核算。

03在预冷器中冷、热空气升降温幅度是否相等?

答：在预冷器中，冷、热压缩空气进行热质交换，所交换的总热量是相等的。但饱和热气流在降温过程中发生相变，出现凝结水这个过程要消耗一部分

冷量。而冷气流在热交换过程中所吸收到的热量全部用于升温，因此冷、热气流的温度变化幅度是不相同的，其规律是热气流降温幅度比冷气流升温幅度要小。譬如在某种工况下，热空气由40℃降至28℃，降幅为12℃，而冷空气可由5℃升至24℃，升幅可到达19℃。

04冷干机的排气温度能有多高?

答：从能量利用角度讲，我们总希望冷干机排气温度越高越好，最好能与进气温度相同，此时“废冷”为零。但实际上是达不到这一点的，冷干机进、出气温相差15℃以上的情况并不鲜见。这是因为：

①能量在传递、交换过程中，不可避免会有损失；

②本身温度不高、温差不大的同质气体在间壁对流传热中(特别在顺流传热时)传热系数不大；

③在热交换过程中饱和热气流的降温必然伴随产生相变，其所吸收到的全部冷量中必有一部分用来支付相变潜热，从而热气流温度降幅受到限制。这反过来又限制了冷气流温度的升高(在顺流传热时尤其如此)。

05冷干机排气温度过高有何原因?

答：冷干机排气温度过高有时是不正常的，引起原因有：

①压缩空气进行温度过高或流量过大；

②制冷系统工况发生变化，引起玲媒蒸发温度升高，使压缩空气在蒸发器量得不到足够冷却;

③预冷器管道外壁散热量太大。

06冷干机排气温度过低是何原因?

答：冷干机排气温度过低原因有：

①预冷器热变换面积不够而蒸发器制冷量有余；

②压缩空气进气温度较低或流量太小；

③制冷系统工况发生变化，使冷媒蒸发压力低于正常值。

07预冷器有没有单独设置于自动排水器的必要?

答：在预冷器里饱和湿热空气在降温过程有凝结水析出。而且由于进人预冷器的压缩空气温度较高．含水量也多，所以在热交换过程中预冷器中有很多凝结水析出。因此在预冷器上单独设置一只自动排水器让一部分凝结水先行排出机外，可以减轻蒸发器的热负荷，在大型冷干机中尤其应当这样做。

08预冷器中的折流挡板起什么作用?

答：在冷干机的预冷器里，都设置有数量不等的折流挡板，作用有四个：

①用以改变进入冷干机的压缩空气流线，使之由平流变为紊流。以增强冷热气流间的对流换热强度；

②在气流运动过程中，细小的凝结水滴由于不断碰撞挡板而集聚长大，又由于运动方向的反复改变而产生离心效应。水珠在重力和惯性的双重作用下得以与空气分离；

③可以延长冷、热空气在预冷器星的运动路径，延长接触时间。从而使热交换更充分；

④可以改变冷热流对流方向，使顺向对流变成折向对流，提高对流换热系数。

09为什么预冷器铜管一般不用套翅片铜管?

答：预冷器管程、壳程内流过的都是压缩空气，两者除了含水量不同外，其余物理性质特别是放热系数完全相同。没有必要通过增加单侧换热面积(如采用套翅片铜管)来提高传热系数．所以冷干机一般都采用内外表面积基本相同的光营或波纹管来作预冷器的换热管。

10预冷器换热铜管破裂对冷干机有何影响?

答：在预冷器里，热湿空气沿壳程流入蒸发器，而由蒸发器出来的冷干空气经预冷器管程排出。压缩空气经过预冷器和蒸发器后会产生压力降，上游热湿空气的压力比下游冷干空气的压力高。如果铜管发生破裂，压力较高、含水量较大的热湿压缩空气就会直接从破裂处进入冷干空气管道．并在管内结露，所产生的凝结水会沿捷径排出机外，出现排气带水现象。

11蒸发器在冷干机中起什么作用?

答：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与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，在蒸发器里发生相变成为低压冷媒蒸汽，在相变过程中吸收周围热量，从而使压缩空气降温。

12冷干机蒸发器的热负荷是由哪几部分组成的?

答：计算蒸发器热负荷是设计冷干机制冷系统的依据，是冷干机热工计算重要的一环。要计算蒸发器热负荷，必须先确定下列三个参量：

①被处理的压缩空气质量流量m(通常按空气标准状态时1Nm3／min计算)；

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(℃)，在实际计算中，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：①温度从tl降至t2时，压缩空气中干空气所放出的热量q1；②温度从t1至t2时压缩空气中所含的水蒸气所放出的热量q2；③温度从t1降至t2时凝结水量的相变潜热q3。蒸发器的热负荷Q就是上述三者之和。

13压缩空气在蒸发器中温度是怎样变化的?

答：来自冷干机预冷器的压缩空气(已经被预先脱了一部分水，但含水量还相当大)进入蒸发器后在壳程中运动，曲折前进过程中与蒸发器管程内的低温冷媒蒸汽进行对流热交换。管内冷媒液体吸热沸腾(通称蒸发)成冷媒蒸汽是相变过程，在冷媒液体完全相变成气体之前，蒸发压力保持不变。蒸发温度也保持不变，压缩空气在热交换过程中温度会越来越接近冷媒液体的蒸发温度。但由于受到冷干机结构限制蒸发器换热面积不可能无限增大，压缩空气与冷媒蒸汽之间的传热温差总是存在的。因此压缩空气所能达到的冷却温度，在任何时候也不可能等于或低于蒸发温度。

14蒸发器铜管外缘为什么要套翅片?

答：由于冷干机蒸发器里进行的是热力学性质截然不同的压缩空气与冷媒蒸汽之间的对流热交换。这两种气体的放热系数相差十多倍；为了尽可能获