【正文】 中間溶液的比焓 9h 及質(zhì)量分?jǐn)?shù) 9? 可由下列平衡式求得： 9])[()( ??? fDDGfDDG aara ????? 928 ])[()( hfDDGfD hhDG aa ????? 將上面兩式的等號兩邊同除以D ，經(jīng)整理后 )/(1)1( 829 kgkJaf hafhh ?? ??? （ 411a） (%)1)1(9 ?? ??? af af ra ??? （ 411b） 由以上系列式我們可以求得本次設(shè)計中，吸收器的單位。 f 稱為吸收器的再循環(huán)倍率，它表示了在吸收器中吸收 hkg/1 的冷劑蒸汽，必須與濃溶液混合的稀溶液量。這是由于吸收器的濃溶液量 ( DGa? )較小，為了滿足噴淋方式的要求一般再混入 fD 的稀溶液，使之稱為中間溶液。 則上式可改寫為 2839。因此進入吸收器的熱流量與流出吸收器的熱流量應(yīng)該是相等的，即 2839。吸收過程放出的熱量被冷卻水帶走，帶走的熱量 aQ 即為吸收器的總熱負(fù)荷。流量為 D ，比焓為 39。10 ????? ， 蒸發(fā)器的總熱負(fù)荷為： hkcalQ /0 0 0,5 0 0,10 ? 。130 DhDhQ ?? （ 45） 令 DQq 00?,表示在蒸發(fā)器中蒸發(fā) 1kg 的冷劑 水，需吸收冷水的熱流量，被稱為蒸發(fā)器的單位熱負(fù)荷，那么式（ 45）可表示為 339。1Dh 。1h 。3 —— 700 0 10 高壓發(fā)生器中開始沸騰 溶液 11 147 700 58 11 高壓發(fā)生器出口中間溶 液 12 155 700 12 第二換熱器出口濃溶液 8 55 700 62 73 13 第二換熱器出口稀溶液 7 —— 58 14 第一換熱器出口中間溶 液 13 87 —— 87 15 第一換熱器出口稀溶液 10 141 —— 58 16 吸收器噴淋溶液 9 —— 主要設(shè)備的熱負(fù)荷 ⑴ 蒸發(fā)器： 進入蒸發(fā)器的冷劑水比焓為 3h ，流量為 D ，在蒸發(fā)器中被管內(nèi)冷水加熱而蒸發(fā)。3 98 700 0 9 高壓發(fā)生器中冷劑蒸汽 39。1 7 0 7 冷凝器中冷劑蒸汽 39。 ② 點 9 的狀態(tài) 根據(jù)公式： kgk c a laffhahhfaaffatafttra/1)1(%1)1(1)1(2899829????????????????????? 式中 f 為循環(huán)倍數(shù)，取值是 20?f 。 計算 狀態(tài) 點值 狀態(tài) 點值的計算并不是很難，在這里就不一一列出其計算過程，只列取其中的兩個狀態(tài)點的計算過程。 選取參數(shù) 具體一些參數(shù)選取如表 41 所示 表 41參數(shù)選擇表 序號 項目 符號 單位 來源 結(jié)果 備注 1 冷卻水出吸收器 溫度 1wt ℃ 4?wt 36 2 冷卻水出冷凝器 溫度 2wt ℃ ?wt 3 冷凝溫度 1t ℃ ?wt 42 4 冷凝壓力 1p 毫米汞柱 )(1tf 5 蒸發(fā)溫度 2t ℃ 339。39。 熱力計算 原始設(shè)計參數(shù)設(shè)置： 制冷量 hkcalQ /000,5000,10 ? ； 冷媒水進蒸發(fā)器溫度 Ctx ??1039。圖中的過程線分別表示： 2— 10 稀溶液在熱交換器中的換熱過程； 10— 11 稀溶液在高壓加熱器中的加熱過程； 11— 12 高壓發(fā)生器 中的發(fā)生過程； 12— 13 中間溶液在第一熱交換器中的換熱過程； 5— 4 低壓發(fā)生器中的發(fā)生過程； 4— 8 濃溶液在第二熱交換器中的換熱過程； 89＇ 2 濃溶液在吸收器中混合、吸收與冷卻的過程。 圖 P— T圖 圖 是簡化了的溴化鋰溶液的 P— T 圖，其縱軸表示壓力，橫軸表示溫度 。只有處于平衡狀態(tài)時，溶液的壓力才等于其水蒸氣壓 。 在 hξ圖上，只要知道溶液的溫度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、水蒸氣壓、比焓這四個狀態(tài)參數(shù)中的任意兩個，就可以確定另外兩個參數(shù)。圖 所示的 hξ圖，根據(jù)計算分析，由溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶解熱、溫度、水蒸氣壓的測量誤差而引起的相對誤差，最大值不超過 %。 此外，當(dāng)壓力不大時，壓力為液體的比焓和溶解熱的影響很小，故可認(rèn)為液態(tài)溶液的比焓只是溫度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的函數(shù)，與壓力無關(guān)。而對于溴化鋰溶液，為了計算方便，則規(guī)定質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0?? 、溫度 Ct ??0 時的比焓為 (100kcal/kg)。 需要說明的是，從熱力學(xué)中可知，比焓的絕對值是無法測定的，在熱工計算中只需要確定比焓的變化值。在每條等壓線上，根據(jù)縱坐標(biāo)可以求出該壓力下與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液處于相平衡的水蒸氣的比焓?！?)],以 CxPc?? 作為 ? ?Cx ??70 的平均值。有了 70℃的等溫線，再利用溶液的質(zhì)量定壓熱容數(shù)據(jù)，就可根據(jù)下式求任意溫度時的等溫線。 為了作圖的方便，通常先選定溫度基準(zhǔn)值。 假定溴化鋰和水在溫度為 0℃時的比焓均為 (100kcal/kg)，則在不同溫度下其比焓可由 4 43 式求得： 180 ?? ?t pLL dtch （ 42） 0 ?? ?t pHH dtch （ 43） 再利用實驗所得的溴化鋰在水中的溶解熱數(shù)據(jù)，便可按式（ 41）計算溫度為某一給定值時，各 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下溶液的比焓，這樣就可以畫出液相部分的等溫線簇。圖 為 液相 區(qū)，由等溫線簇和等壓線簇組成網(wǎng)格線。 圖 是汽相圖 ，因為汽相只有水蒸氣的組分，所以圖上只有作輔助線的等壓線簇，而汽相點則在縱坐標(biāo)上。 hξ圖是進行溴化鋰吸收式循環(huán)過程的理論分析、熱工計算和運行特性分析的主要圖表。 4 溴化鋰機組的 計算 溴化鋰溶液的 hξ圖 如圖 所示的溴化鋰溶液的 hξ圖，主要表述了溴化鋰溶液的水蒸氣壓、溫度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和比焓這四個 參數(shù)之間的關(guān)系。 高壓級： 12 稀溶 液 在高壓 溶液 液熱交換器中的加熱過程 ； 234稀 溶液在高壓發(fā)生 器 中的發(fā)生過 成 ，產(chǎn)生狀態(tài)點 11的 制冷劑蒸氣； 45 濃 溶 液在高壓溶液熱交換器中的 降 溫 過程 ； 51 濃 溶 液在高壓吸收 器 中的吸收過 程 .吸收狀態(tài)點為 12的 制冷劑蒸氣； 低壓級 ： 67 稀溶液在低壓 溶液熱交 換器 中的 加熱過程 。冷凝器中的冷劑水節(jié)流后進入蒸發(fā) 器，經(jīng)冷劑泵輸送，噴淋在蒸發(fā)器管簇上，吸取管內(nèi)冷媒水的熱量，在蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)，是冷媒水溫度降低，從而達到制冷的目的，也就完成了一次制冷劑水的循環(huán)。 （二） 制冷劑 —— 水的循環(huán)流程。低壓發(fā)生器內(nèi)的溶液被來自第二級驅(qū)動熱源的熱量和來自高壓發(fā) 生器的高溫蒸汽加熱，產(chǎn)生水蒸氣后變成濃溶液。 水和溴化鋰溶液的具體循環(huán)流程 （一） 吸收劑 —— 溴化鋰溶液的循環(huán)流程 溴化鋰溶液的循環(huán)流程：從吸收器出來的稀溶液經(jīng)溶液泵加壓后，一部分進入高溫溶液熱交換器，被濃溶液加熱后進入高壓發(fā)生器；另一部分進入低溫溶液熱交換器，被濃溶液加熱后進入低壓發(fā)生器。 由此可以知道 :溶液在高、低壓發(fā)生器和高、低壓吸收器中分別經(jīng)歷兩次發(fā)生過程和兩次吸收過程，故稱為兩級 溴化鋰 吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)。 這兩個循環(huán)有一個結(jié)合點，即中間壓力 Pm，它是低壓循環(huán)的發(fā)生壓力和高壓循環(huán)的吸收壓力。蒸發(fā)后的冷劑蒸汽進入低壓吸收器，被低壓循環(huán)的濃溶液吸收。 其具體 過程如下 :稀溶液出高壓吸收器后，經(jīng)高溫溶液熱交換器進入高壓發(fā)生器，在高壓發(fā)生器中被驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，并使溶液達到濃溶液濃度。在低壓發(fā)生器中發(fā)生后的濃溶液出低壓發(fā)生器后，再經(jīng)低溫溶液熱交換器，進入低壓吸收器，吸收來自蒸發(fā)器的 制冷劑蒸汽，從而完成低壓循環(huán)。 其具體 過程如下 :由低壓發(fā)生器出來的稀溶液，經(jīng)由低溫溶液熱交換器，進入低壓發(fā)生器，由驅(qū)動熱源加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，使自己的濃度達到濃溶液濃度。 以下我們對它們分別進行討論。 兩 級流程與雙效流程最大的區(qū)別在于使用條件，雙級流程是為了利用低溫?zé)嵩刺岢龅?，而雙效流程是為了利用高溫?zé)嵩刺岢龅?。它僅僅是對于 溴化鋰 溶液進行了兩效發(fā)生，以便充分利用高溫?zé)嵩?。其中，只有高壓循環(huán)發(fā)生的冷劑水蒸氣產(chǎn)生冷量， 低壓循環(huán)發(fā)生的冷劑水蒸汽并不產(chǎn)生冷量。 圖 由圖中可以看出，兩極溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)發(fā)生器、吸收器、溶液熱交換器各有兩只，溶液泵也相應(yīng)增多。預(yù)計 , 這種機型將在我國得到日益廣泛的 重視和發(fā)展。 隨著 溴化鋰 吸收式制冷機在我國的發(fā)展 ,為了更有效地利用熱能 , 國內(nèi)有關(guān)單位正在進行這方面的研制工作。根據(jù)實測運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) , 加熱量約為單級的 , 冷卻水帶走的熱量約為單級的 , 熱力系數(shù)可高達以上。高壓發(fā)生器采用較高壓力的燕汽 （ 一般為 8～ 10公斤 立方厘米） 或燃油、燃?xì)獾燃訜?, 而以它所產(chǎn)生的冷劑 蒸汽再用來加熱低壓發(fā)生器 , 作為低壓發(fā)生器的熱源。為了充分利用熱能 , 降低運轉(zhuǎn)費用 , 近年來迅速發(fā)展了兩級發(fā)生的澳化鏗吸收式制冷機。 溴化鋰 吸收式 冷水機組 溴化鋰 吸收式制冷機是利用熱能來制冷 的。而濃縮了的濃溶液又重新回到吸收器中吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽。 吸收了水蒸氣后質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降的稀溶液，由溶液泵提高壓力后進入發(fā)生器中，在這里，稀溶液被高溫?zé)嵩醇訜嵘郎?，其水蒸氣壓不斷升高，?dāng)溶液的水蒸氣壓超過發(fā)生器的壓力時，蒸汽便從溶液中蒸發(fā)出來，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大。蒸發(fā)器中蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽便會被吸收器中的濃溶液所吸收。由前面可以知道，溴化鋰溶液的水蒸氣壓遠(yuǎn)低于相同溫度下水的飽和蒸氣壓，并且隨著溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大或溫度的降低而相應(yīng)降低。發(fā)生器則起著相當(dāng)于壓縮機壓縮行程的作用，產(chǎn)生高壓、高溫冷劑蒸汽。吸收式制冷機沒有壓縮機，而是用吸收器和發(fā)生器替代壓縮機（虛線左側(cè)）。高壓、高溫的制冷劑蒸汽的放熱凝結(jié)也是在冷凝器中完成的。由圖可以看出，吸收式制冷機也有蒸發(fā)器和冷凝器（虛線右側(cè)的部組成分與壓縮式制冷機基本相同）。制冷效應(yīng)是在蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的，而壓縮機的作用是，一方面將不斷地完成了吸熱過程而汽化的制冷劑蒸氣從蒸發(fā)器中抽吸出來，使蒸發(fā)器維持低壓狀態(tài)，便于蒸發(fā)吸熱過程能繼續(xù)不斷地進行下去；另一方面，通過壓縮作用提高制冷劑蒸汽的壓力和溫度，產(chǎn)生將制冷蒸氣的熱量向外界（冷卻水或空氣）轉(zhuǎn)移的條 件。 對比 溴 化鋰吸收式制冷循環(huán)和 壓縮式制冷循環(huán) （ a） 壓縮式制冷機 (b) 吸收式制冷機 圖 為了更明確的說明溴化鋰吸收式制冷機的工作原理，可以較溴化鋰吸 收式制冷機與壓縮式制冷機進行對比。過程線 BC 和 DA 則表示液相的冷卻和加熱的過程。當(dāng)溫度降低到38℃時，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 58﹪，達到狀態(tài)點 D。從 C 點到 D 點，溶液在 的壓力下進行等壓冷卻。過程線 AB 表示的是等壓加熱濃縮的過程，在溴化鋰吸收式機組中通常稱為發(fā)生過程。隨著溫度的升高，溶液中的水分被蒸發(fā)出來，溴化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增大。溴化鋰溶液在 A 點的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 58﹪。除此之外， 溴化鋰溶液的 pt 圖 可以用來描述溴化鋰溶液熱力狀態(tài)的變化情況以及溴化鋰吸收式機組的工作循環(huán) 過程。 3 溴化鋰吸收式制冷 溴化鋰溶液的 pt 圖 圖 溴化鋰溶液的 pt 圖 圖 是溴化鋰溶液的 pt 圖，它是根據(jù)同一質(zhì)量分?jǐn)?shù)下處于相平衡的溴化鋰溶液的水蒸氣壓隨溫度變化的關(guān)系繪制的，是溴化鋰溶液最基本的熱力圖表之一。 （ 8） 熱導(dǎo)率 熱導(dǎo)率是進行傳熱計算時要用到的一個重要物理參數(shù)之一。 s。溴化鋰溶液的粘度與同溫度的水相比要高得多，如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 50%、溫度為 20℃的溴化鋰溶液的粘度為 （ 7） 粘度 粘度是表征流體粘性大小的物理參數(shù)，有動力粘度和運動粘度之分，動力粘度除 以該流體密度便是運動粘度。 圖 由圖 可知，溴化鋰溶液的表面張力與溶液溫度和溴化鋰溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)：質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時，隨溫度的升高而降低；溫度不變時，隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大。 （ 6） 表面張力 用毛細(xì)管升高發(fā)測定的溴化鋰溶液的表面張力。這表明溴化鋰溶液的吸濕性很強，因為只要水蒸氣壓力大于 ，如 （水的飽和溫度為 6℃）就會被 25℃、50%的溴化鋰溶液所吸收，亦即溴化鋰溶液具有吸收比其溫度低得多的水蒸氣的能力。由圖 可知，溴化鋰溶液的水蒸氣壓隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低，并遠(yuǎn)低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。由于溴化鋰的沸點很高，在所采用的溫度范圍內(nèi)不會揮發(fā)，