【正文】 (2) 發(fā)生器泵的流量 vgq 由 a? 和 2t 查課本 73圖可知 lKg / ?? ，則 36 0010 3 ??? a mdvg aqq ? （ 214） 3 4 ?? ??? ? = hm/3 (3) 冷媒水流量 0vq 0vq ? ? 3600100039。冷凝器和發(fā)生器的壓力相同，通常布置在一個(gè)筒體中，有銅管和容器組成，其具體的設(shè)計(jì)過程如下 [1]： (1) 選材， 選用 Φ10 1? 的銅管 (2) 管內(nèi)傳熱系數(shù) 冷卻水的平均溫度 222 24202 1 ????? wws ttt℃ 冷卻水的流速 ? ? smdqv ivb / 2342 2 ??? ???? ???? （ 219） 查 22℃的水的物性參數(shù) 12 ? ?kmw ??? ? / 2? ? ?smkg ??? ? /109 6 2 6? ?rp 則， 463 ??? ???????? id （ 220） 傳熱系數(shù) ffii d?? ? （ 221） ? ? ? ? 2 ???? ??? ? ? ? ?cmw ??? 2/ 0 4 1 4 由螺旋時(shí)內(nèi)部傳熱系數(shù)變大而修正， 3 ????????? Rd i? （ R=5cm） （ 222） 則 ? ?cmwii ?????? 2/ 2 4 9 0 4 1 4??? (3) 管外傳熱系數(shù) 冷凝器的冷凝溫度為 29℃，作為定性溫度查 29℃水的物性參數(shù) [2] ? ?kmw ??? ? / 2? 3/ mkg?? kgJ / 339。其具體設(shè)計(jì)過程如下 [6]： (1) 選材 :選用 110?? 的銅管，銅的導(dǎo)熱率 ? ?cmw ??? /398? (2) 管內(nèi)傳熱系數(shù) 管內(nèi)冷媒水的流速： ? ? smdq iv / 2320 ?????? ??? 冷媒水的平均溫度： Cttt xxm ?????? 152 20212 39。39。39。噴淋系統(tǒng)的性能直接影響到吸收器的性能，本實(shí)驗(yàn)裝置的的噴淋系統(tǒng)采用噴嘴式噴淋系統(tǒng)。其具體的設(shè)計(jì)過程和計(jì)算過程如下 [5]： (1) 選材 :內(nèi)部用 110?? 的銅管，內(nèi)部流動(dòng)的是的 LiBr 濃溶液，外部用 224?? 的銅管流動(dòng)的是 LiBr 稀溶 液。 其它元件選取 (1) 節(jié)流裝置的選取 毛細(xì)管只適用于工況比較穩(wěn)定的場(chǎng)合，熱力膨脹閥屬于比例調(diào)節(jié)閥，使用溫度范圍寬，而且在使用溫度范圍內(nèi)，過熱度大體恒定，因 此 本制冷實(shí)驗(yàn)裝置的節(jié)流裝置采用毛細(xì)管螺旋制成，毛細(xì)管為銅管，其直徑為 ? =— 1mm，其長(zhǎng)度有節(jié)流前后的壓差來(lái)確定，對(duì)于本制冷實(shí)驗(yàn)裝置，由以下計(jì)算確定 [10]： 毛細(xì)管進(jìn)口處壓力即冷凝壓力 a3a Mp100 0 0 ??? 毛細(xì)管出口處壓力即蒸發(fā)壓力 a40 5p ??? 則節(jié)流前后的壓差為 a30a ?????? 即由此壓差選取毛細(xì)管的長(zhǎng)度。 ② 各種溶液泵由于其流量較小，根據(jù)流量的大小具 體選用，可以采用較大流量的泵與閥門串聯(lián)使用，所選用的泵均為磁力泵。由于本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，要求可以從外觀直接觀測(cè)，但要能夠承受一定的高溫和高壓，因此選用玻璃容器，不能選用有機(jī)玻璃。 22 3 制冷實(shí)驗(yàn)裝置性能分析和節(jié)能措施 制冷實(shí)驗(yàn)裝置的性能分析及其提高途徑 實(shí)驗(yàn)裝置的性能分析 外界條件的變化必將引起試驗(yàn)裝置性能的變化，外界條件通常是指冷媒水出口溫度、加熱蒸汽壓力 (或溫度 )、冷卻水進(jìn)口溫度、冷卻水與冷媒水流量及污垢系數(shù)等。 ② 加熱蒸汽壓力 加熱蒸汽壓力下降，首先引起濃溶液溫度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低。因而兩者均使?jié)舛炔罴哟?，制冷量增加。兩者綜合作用的結(jié)果使制冷量的變化很小。 實(shí)驗(yàn)裝置的性能提高途徑 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置的性能不僅與外界參數(shù)有關(guān)，而且還與裝置的溶液循環(huán)量、不凝性氣體含量及污垢熱阻有關(guān)，此外還與溶液中是否添加能量增強(qiáng)劑、熱交換器管簇的布置方式有關(guān)，可以 同過以下途徑提高裝置的制冷性能 [12]。 (4) 采取適當(dāng)?shù)姆栏胧? 溴化鋰溶液對(duì)一般金屬都有強(qiáng)烈的腐蝕作用，特別是在有空氣存在的情況下，腐蝕更為強(qiáng)烈，因此應(yīng)適當(dāng)加入緩蝕劑。 (2) 對(duì)發(fā)生器進(jìn)行表面處理 在高壓發(fā)生器中、下段噴鍍鎳、鉻合金 ,其沸騰性能約為光滑面的 2～ 3 倍；若噴鍍氧化鋁 ,其沸騰性能約為光滑面的 倍 ,傳熱性能得到明顯改善 ,則提高高壓發(fā)生器傳熱效率的有效措施。 總之，提高熱交換器的傳熱效率的方法眾多，而針對(duì)本實(shí)驗(yàn)裝置的傳熱效率問題，本實(shí)驗(yàn)裝置的換熱器采用高效傳熱管的純銅管制成，傳熱效率高，節(jié)能很明顯，可以充分發(fā)揮制冷裝置的綜合性能。 提高控制性能 隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展 ， 采用以微處理器為核心的智能化控制系統(tǒng) ， 能對(duì)采集到的多項(xiàng)信息進(jìn)行綜合判斷 ， 能預(yù)知 和 診斷出使機(jī)組性能降低的潛在故障 ， 防止導(dǎo)致性能下降的因素出現(xiàn) ， 而且能預(yù)知需要維修的特定位置和時(shí)間 ， 不再依賴于技術(shù)人員的技 能水平去發(fā)現(xiàn)、判斷 、排除 故障 ， 保證機(jī)組長(zhǎng)期高效運(yùn)行。同時(shí)也要詳細(xì)分析其制冷性能影響因素，降低其不利因素的影響，提高其工作性能，綜合提高其制冷效率和各種制冷性能。 通過本文的寫作我也發(fā)現(xiàn)自己還存在不少問題，這也為我以后的工作和學(xué)習(xí)提出了新的要求，是我增加了動(dòng)力和信心，不斷努力進(jìn)取。 伴隨 著人們對(duì)環(huán)境的重視，加上其節(jié)能、無(wú)污染、制取方便的優(yōu)點(diǎn)。 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了不少困難，所幸的是得到了 高級(jí)工程師的悉心指導(dǎo)。 同時(shí)，我還感謝 鄭州大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院熱能與動(dòng)力工程系給我提供了這次學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，她讓我進(jìn)入了制冷的世界。特別是我從我步入鄭州大學(xué)的那一刻起，正是他們的大力支持才讓我一直堅(jiān)定地走了下來(lái)。 關(guān)鍵字 :吸收 ； 溴化鋰 水 溶液 ；雙 級(jí) 文獻(xiàn)著作上的吸收式制冷系統(tǒng)是由低品位的能量驅(qū)動(dòng)的 ,例如 :太陽(yáng)能 ,工業(yè)廢熱 .圖15說明這些系統(tǒng)按照不同的工質(zhì)一般分為兩種類型 :吸收式制冷系統(tǒng) ,利用水和溴化鋰工質(zhì)對(duì) ,氨水工質(zhì)對(duì) ,水 氯化鋰工質(zhì)對(duì) 。 雙級(jí)溴化鋰制冷系統(tǒng) ,以水作為制冷劑 ,溴化鋰作為吸附劑 ,然而它的運(yùn)行要求 75到 86攝氏度的熱源即可并且它的制冷系數(shù) (COP)在 ,這樣的系統(tǒng)可以達(dá)到當(dāng)冷凝水是32攝氏度并且得到 9攝氏度的冷凍水的制冷過程 ,尤其是低溫?zé)嵩吹某隹?溫度可以降到 64攝氏度以下 .因此 ,雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)在工業(yè)廢熱的回收 ,太陽(yáng)能 。 單級(jí)溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)通常是由一個(gè)蒸發(fā)器 ,一個(gè)吸收器 ,一個(gè)發(fā)生器 ,一個(gè)冷凝器和一個(gè)熱交換器組成 .這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作 中 ,水作為制冷劑 ,溴化鋰作為吸收劑 ,并且熱源要求至少要在攝氏 86度以上 ,為了達(dá)到一個(gè)合理的制冷系數(shù) (COP)。19(2):141–146. 【 20】 Ma WB, Xia WH, Deng SM. Industrial application of a twostage, halfeffect LiBr/H2O absorption chiller. Proc. of International absorption heat pump conference, Montreal, Canada,Vol. II, 1996:679–681. 【 21】 Grossman G. Simultaneous heat and mass transfer in absorption or desorption of gases in laminar liquid films. Proc. Of AICHE winter annual meeting, Orlando, FL, 1982. 28 附錄 溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖 29 中文翻譯 低溫?zé)狎?qū)動(dòng)雙級(jí) LiBr/H2O吸收式制冷系統(tǒng)的理 論分析 W. B. Ma 廣州能源研究所、中國(guó)科學(xué)院、中央大道 81號(hào) ,中國(guó)廣州 S. M. Deng 屋宇設(shè)備工程系 ,香港理工大學(xué)九龍區(qū) ,香港 1994年 12月 19日收到 。而且我還要感謝熱能與動(dòng)力工程系的全體老師和全體同學(xué)，正是他們這四年來(lái)的潛移默化的影響才讓我有了今天 的進(jìn)步。經(jīng)過一次次的改進(jìn)，才得以完成本設(shè)計(jì)。 26 致 謝 驀然回首，大學(xué)生活已即將結(jié)束，在老師的指導(dǎo)和幫助下，我完成了本畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 這是一篇關(guān)于溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)制冷行業(yè)又有了新的認(rèn)識(shí)，并且使我更加熱愛這個(gè)行業(yè)，我想通過設(shè)計(jì)是我為以后從事制冷工作打下了良好的基礎(chǔ)。在國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速 ，技術(shù)日益成熟，制冷性能不斷得到提高。本文主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)和教學(xué)的需要，根據(jù)溴化鋰吸收式制冷的原理，對(duì)溴化鋰吸收式制冷實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)布局、性能分析以及節(jié)能措施等方面進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹。 同時(shí)要加強(qiáng)智能控制，提高其工作效率，降低各方面的能量消耗作用，從本質(zhì)上提高其工作效率和制冷性能，保證實(shí)驗(yàn)裝置穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。此外 ， 由于溴化鋰溶液吸收水蒸汽的過程要放出熱量 ， 同時(shí)水蒸汽被吸收時(shí)要放出凝結(jié)潛熱 ， 這兩部分廢熱必須及時(shí)排走 ， 才能保證吸收過程與制冷循環(huán)得以正常進(jìn)行 ， 故吸收式制冷機(jī)組的冷凝器排除的冷凝熱要比壓縮式制冷機(jī)的大得多 ， 與之相配套的冷卻水泵和冷卻水塔較大 ， 冷卻系統(tǒng)的電耗相應(yīng)較大。試驗(yàn)證明 ， 添加能量增強(qiáng)劑后 ， 機(jī)組制冷量約提高 10%～ 15%， 節(jié)能效果非常明顯。 制冷實(shí)驗(yàn)裝置的節(jié)能措施 提高熱交換器的傳熱效率 提高溶液熱交換器的傳熱效率的途徑眾多，但針對(duì)本實(shí)驗(yàn)裝置，提高其傳熱效率的途徑主要有以下幾種： (1) 采用高效傳熱管 吸收式制冷機(jī)為各種熱交換器的集合體 ， 其熱效率與熱交換器所采用的傳熱管的性能直接相關(guān)。 23 (2) 調(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量 制冷裝置運(yùn)行時(shí)，如果進(jìn)入發(fā)生器的稀溶液量調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，可以導(dǎo)致制冷裝置的制冷量下降，發(fā)生器熱負(fù)荷一定時(shí)，如果循環(huán)量過大，一方面是溶液的濃度差減少，產(chǎn)生的冷劑蒸汽量減少，另一方面，進(jìn)入吸收器的濃溶液量增大，吸收液溫度升高，影響吸收效果，二者均能是實(shí)驗(yàn)裝置的制冷量下降。 另外，溴化鋰溶液的濃度，稀溶液濃度與冷媒水出口溫度的關(guān)系，蒸汽的消耗量與濃度范圍的關(guān)系，溶液循環(huán)量，不凝性氣體的產(chǎn)生，冷劑水中溴化鋰的含量等都對(duì)制冷裝置的性能有影響。這是因?yàn)?，冷媒水流量減少會(huì)引起蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)流速的下降，制冷量降低。 ③ 冷卻水進(jìn)口溫度 冷卻水進(jìn)口溫度的降低，會(huì)引起吸收器內(nèi)稀溶液溫度與冷凝壓力的降低。 ① 冷媒水出口溫度 當(dāng)冷卻水進(jìn)口處溫度、加熱蒸汽壓力、冷卻水和冷媒水量及溶液循環(huán)量為定值時(shí)，制冷量隨蒸發(fā)器出口冷媒水溫度的變化而變化。只是加工制作裝置過程較為困難 。 (4) 電加熱管要求 電加熱管的電壓為 220V，水平放置即可。 ② 本制冷實(shí)驗(yàn)裝置中吸收器與發(fā)生器之間相連的管道為工藝管，當(dāng)其他管路堵塞時(shí)起到疏通作用，其管道也選用 110?? 的銅管，其間用毛細(xì)管連接。 ? ?cmw ??/ iD —— 傳熱管的特征直徑， m ? —— 管程的流速， sm/ ? —— 在管側(cè)平均溫度下流體的導(dǎo)熱系數(shù)， ? ?cmw ??/ pc —— 在管側(cè)平均溫度下流體的比熱容， ? ?ckgj ??/ ? —— 在管側(cè)平均溫度下流體的粘度， 2/msN? (3) 對(duì)于管內(nèi)的熱的 LiBr濃溶液 18 流體在管側(cè)的平均溫度 CtttmR ?????? 43622 84 在 此 溫 度 下 LiBr 溶 液 的 一 些 物 性 參 數(shù) 為 ： 33 / mkgR ??? ，? ?Ckgjc R ???? / 3 ， 23 / msNR ??? ?? ， ? ?kmwR ?? /? 由于濃溶液放出的熱量等于稀溶液吸收的熱量，稀溶液的質(zhì)量流量即發(fā)生器的流量，由熱量平衡方程式可知： tcqtqc mRmRR ??? ? ? ? ?2784 ttcqttqc mmRR ??? 即： 3333 1016102 4 ?????????? mRq hmq Rm / 3? ? ? smdq imRR / 232 ???? ??? ??? 33 ?? ????? ???? dR e 由 2021》eR ，該流動(dòng)處于湍流區(qū)， 33 ?????? ???uc 由 23 / msNR ??? ?? ， 23 / msN ??? ?? 11 ??????????RR ???? 則 則外管內(nèi)側(cè)的傳熱系數(shù)： ? ? ? ? Pr02 ???????????R