【正文】 mm，所以實(shí)際實(shí)際的傳熱面積為 ㎡） 2 2 (* ??????????A 根據(jù)上面的計(jì)算，冷柜的傳熱面積設(shè)計(jì)值大于冷柜蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算值，所 以滿足設(shè)計(jì)要求。 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 蒸發(fā)器的基本布置圖 圖 54 蒸發(fā)器示意圖 蒸發(fā)冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 此次設(shè)計(jì)的蒸發(fā)冷凝器采用套管式換熱器，內(nèi)外有制冷劑分別冷凝和蒸發(fā)。 55 冷凝蒸發(fā)器盤管示意圖 冷凝蒸發(fā)器中的換熱量 Q1： )( 11121 hhGQ ?? 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 式中 2G 為從冷凝器出來的制冷劑經(jīng)氣液分離器分離后的液體部分高溫制冷劑流量。 計(jì)算得： 1Q =133W 換熱面積的計(jì)算： ㎡0 0 t1 11 ???? K QF 式中 1K 取的 3500W/(㎡ .℃ ），傳熱溫差 t? 取 ℃ [26]。 套管式換熱器的布置采用逆流形式，內(nèi)部為紫銅管 ?mm? ，外部采用mm228 ?mm? 的鋼管套。 紫銅管的長度計(jì)算： mdFli ???π 中間換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 中間換熱器同樣采用套管式換熱器，內(nèi)部紫銅管采用 ?mm? ，mmdi 7? ，外部采用 mm228 ?mm? 剛套管。 圖 56 套管式換熱器 傳熱溫差取 ℃5??t ，傳熱系數(shù)取 K=3000w/(㎡ .k) 中間換熱器的換熱量 Q2： WhhGQ )( 1212 ??? 傳熱面積的計(jì)算： 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 29 ㎡0 0 3 5 ???? tK QF 換熱管長度的計(jì)算： mdFli???π 將套管式換熱器盤成類似橢圓柱形，兩邊半圓直徑為 2cm,直線部分 L 為 1cm, 則一圈的長度為： cmLDs 82 ????? ? ， 則圈數(shù) n=2 盤管的高度為 : mmnh 84mm28)1( ???? 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 30 第 6 章 節(jié)流閥、氣液分離器 的 計(jì)算選型 氣液分離器的設(shè)計(jì)選型 氣液分離器的基本原理 氣液分離器依據(jù)重力沉降 原理，采用《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50350－ 2021及 《分離器規(guī)范》 SYT0515－ 2021 進(jìn)行計(jì)算和選取，并以以下假設(shè)為基礎(chǔ)： ①懸浮物的運(yùn)動(dòng)速率為常數(shù)； ② 分離器內(nèi)不發(fā)生凝聚和分散作用； ③ 液、固微粒均是球形。計(jì)算忽略微粒沉降的加速階段，僅考慮分離不小于 50μm微粒的情況。此外，在計(jì)算中引入立式分離器修正系數(shù) K1，氣體空間占有的空間面積分率 K 氣體空間占有的高度分率 K3 和長徑比 K4 經(jīng)驗(yàn)參數(shù) [27]，這無疑增加分離器計(jì)算的不確定性。設(shè)計(jì)人員先依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及工程需要進(jìn)行修正，有時(shí)最終所 選設(shè)備會(huì)比計(jì)算結(jié)果大很多，造成不必要的浪費(fèi)。基于以上考慮，綜合多種計(jì)算方法得出分離器計(jì)算方法。該方法不僅滿足工程需要，而且采用使設(shè)備重量最輕的優(yōu)化過程使投資最低，可為氣液分離器選型提供參考。 氣 液分離器分立式和臥式兩種型式，氣液分離器可以配置絲網(wǎng)捕霧器、入口換向器、防沖擊擋板或沉降內(nèi)部構(gòu)件。立式氣液分離器適用于從高氣液比混合物中分離液體；臥式氣液分離器適用于從低氣液比混合物中分離氣體。 氣液分離通常分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段為預(yù)分離，即利用氣體中所夾帶液體的動(dòng)量使大的液滴與入口擋板碰撞，然后利用液滴自重 沉降下來，從而將氣液分成以氣體為主和以液體為主的兩個(gè)部分；第二個(gè)階段為二次分離，即使較小液滴利用重力分離；第三個(gè)階段為除霧，小的液滴在捕霧器處聚集成較大的液滴，然后靠重力實(shí)現(xiàn)氣液的分離。 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 31 氣液分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 67 考慮到本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)形式，采用立式氣液分離器。立式氣液分離器的氣體分離區(qū)是分離器的整個(gè)橫截面，所以氣體的分離直徑可以計(jì)算為 [26]： VVVD UQD ?4? (61) VDD 為捕霧器的直徑， VQ 為氣液分離器中氣體的體積流率， VU 為氣液分離器的終端速度。在設(shè)計(jì)時(shí)，分離器的內(nèi)徑必須要大一些，不捕霧器才能安裝到分離器中，一般該直徑計(jì)算值要加上 6in 后作為作為最終確定的分離器的直徑，然后采用該直徑計(jì)算相應(yīng)的分離器的橫截面積。 節(jié)流裝置的設(shè)計(jì) 在制冷系統(tǒng)中，供給蒸發(fā)器液體制冷劑的多少直接影響蒸發(fā)器能否有效工作。制冷劑供給量不足會(huì)引起蒸發(fā)器制冷量減少；而蒸發(fā)器液體過滿同樣會(huì)是制冷量減少。因此，為保證制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須對蒸發(fā)器供液量進(jìn)行調(diào)節(jié)，需設(shè)置節(jié)流機(jī)構(gòu)。節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用是為蒸發(fā)器提供適量的制冷劑液體，同時(shí)又保證蒸發(fā)器中有適宜的蒸發(fā)壓力。因而節(jié)流機(jī)構(gòu)的正確選擇將影響制冷系統(tǒng)的運(yùn)行效率和性能。典型的節(jié)流裝置包括熱力膨脹閥、熱電膨脹閥、電子膨脹閥、恒壓膨脹閥和毛細(xì)管等。其中電子膨脹閥是一種較為先進(jìn)的節(jié)流元件，其按計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 32 的程序進(jìn) 行流量調(diào)節(jié)，其適應(yīng)制冷機(jī)電一體化的發(fā)展要求，具有傳統(tǒng)熱力膨脹閥無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。故而選用電子膨脹閥。 圖 68 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 33 第 7 章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本文應(yīng)用自然復(fù)疊制冷技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算了一個(gè)低溫冷柜系統(tǒng) ,用自復(fù)疊壓縮制冷代替原來的多級(jí)壓縮制冷，利用復(fù)合工質(zhì)和單臺(tái)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)低溫制冷，這種自復(fù)疊式壓縮制冷系統(tǒng)在國內(nèi)外都有著比較深入的研究和廣闊的發(fā)展前景，通過本次設(shè)計(jì)得到以下結(jié)論： (1)本文包括各個(gè)主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，也分析了該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的一些問題； (2)保溫材料的選擇對低溫 制冷的效率影響很大，本次設(shè)計(jì)采用了真空隔熱材料代替原來的聚氨酯泡沫材料，很好的解決了這個(gè)問題； (3)制冷劑的充注比直接影響系統(tǒng)的制冷效率； (4) 總體上來說該系統(tǒng) 的整體結(jié)構(gòu)簡單 , 獲取的溫度低可以應(yīng)用于多種領(lǐng)域 , 如醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)等 ； (5)在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中 , 許多地方采用了理想化的算法 , 因此需要結(jié)合實(shí)際改進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)算并使系統(tǒng)優(yōu)化。 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 34 謝 辭 論文完成之際，也就是將要離開校園的時(shí)候。大學(xué)四載，一朝揮別，昔事今憶，欲訴忘言。 首先要對 張金翠老師 表示感謝， 張 老師學(xué)養(yǎng)深厚，在指導(dǎo) 過程中盡職盡責(zé)，從論文的選題、論文的結(jié)構(gòu)安排、論文的張篇布局、論文的內(nèi)容都得到了田老師細(xì)心周到的講解， 張 老師還解答了我在整個(gè)階段的各種疑問和困惑并幫我指明了前進(jìn)的方向。再次感謝 張 老師對我的諄諄教誨和悉心指導(dǎo)，另外，田老師對治學(xué)和科研的一絲不茍的精神也深深鼓舞了我，給我們樹立了良好的榜樣，在這里衷心地祝愿田老師身體健康、工作順利、萬事如意。 其次要感謝實(shí)驗(yàn)室的王兆俊、劉瑞璟老師，兩位老師豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技巧讓我們肅然起敬，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)階段兩位老師對我們的照顧更是無微不至，不僅教會(huì)了我們許多在課本上學(xué) 不到的實(shí)踐技能，更是給我們論文的寫作提供了很多幫助。對兩位老師深表感謝。 再次，感謝 王騫，王天澤，王曉春 三位 同學(xué) ，他們在設(shè)計(jì)階段給我提供了很多寶貴的建議和素材，尤其是 王騫 更是幫我解答了很多疑惑，幫助我順利完成了畢業(yè)論文。另外還要感謝我的 舍友蔣光聚同學(xué) ，在整個(gè)論文階段我們一起討論了很多方法和技巧， 蔣光聚 同學(xué)敏捷的思維和開闊的視野不得不令我折服，在次期間我的很多靈感都來自與他的提醒，真心的感謝小郭同學(xué)。 最后祝福所有在論文寫作階段乃至整個(gè)大學(xué)期間幫助過我的人表示衷心的感謝，祝愿大家心想事成，萬事如意。 青島大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 35 參考文獻(xiàn) [1] 吳業(yè)正 制冷原理與設(shè)備 [M] 西安交通大學(xué)出版社 2021 [2] 申江，等 . 制冷裝置設(shè)計(jì) [M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2021 [3] 任挪穎，等 . 自復(fù)疊制冷循環(huán)的研究現(xiàn)狀 [J] 2021 [4] 王雨，王林，汪慶軍 非沸點(diǎn)混合工質(zhì)自復(fù)疊制冷循環(huán)研究進(jìn)展 [J]2021 [5] 常琳，程有凱 自行復(fù)疊制冷裝置方式發(fā)展現(xiàn)狀 [J] 2021 [6] 吳業(yè)正，朱瑞琪，李新中，等 . 制冷與低溫技術(shù)原理 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 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