冷冻式干燥器关键技术研究

发布时间：2020-05-31 18:07

【摘要】：冷冻式干燥器作为一种重要的压缩空气后处理设备,在气动系统中应用广泛,依靠制冷剂与压缩空气换热来进行工作。目前冷冻式干燥器还存在着换热效率不高、压缩空气流动过程中死区较多的问题。因此,研究冷冻式干燥器的换热效果,探讨结构形式以及主要结构参数对换热效果的影响规律意义重大。为分析冷冻式干燥器中的压缩空气的流动特性和换热特性,进行了仿真和试验研究。采用数值模拟方法分析了预冷器和蒸发器的流动和换热特性,并对板翅式换热器的换热性能进行了仿真和试验研究。主要的研究内容如下:论文首先分析了不同类型的折流板对预冷器换热特性和流动特性的影响,结果表明:单弓形折流板换热量和压力损失最大,改进型花隔板压力损失最小,花隔板换热量最小。以单位压降内换热系数k/Δp为指标评判换热效果,改进型花隔板综合性能最佳。为分析不同入口条件对蒸发器内部压缩空气的流动特性和换热特性的影响,通过建模仿真分析其内部压缩空气的流动热性和换热特性与入口速度、入口直径的关系,得到了不同工况下蒸发器内部流场的分布规律,并且以k/Δp为指标衡量综合性能。为研究折流板间距对换热的影响,建立了三种不同折流板间距的蒸发器模型并进行数值模拟计算,结果表明:当折流板间距减小时,换热量增大,压力损失增大,k/Δp的值减小。建立板翅式换热器模型并对其进行数值模拟计算,研究在不同入口速度和入口压力下换热器的换热情况。搭建了试验平台,测量板翅式换热器出口处的温度,将试验结果与数值模拟计算结果对比,验证了仿真结果的可信度。研究发现:入口压力和入口速度增大时,板翅式换热器的换热量、平均换热系数和压力损失均增大;k/Δp的值随入口速度增大而减小,高速时入口压力对k/Δp的值影响不大。
【图文】：

截面图,截面,冷冻式干燥器,翅片

空气经内侧中心管道流动并且热交换器管道外围还设有增大接触面积的散热翅片。逡逑水气分离装置为气罐状，气体经上部流出而冷却水经底部排除，气罐中上部分设有除雾逡逑气垫和挡板，实现水气分离。如图１．１所示为热交换器管道截面图。其中区域１为压缩逡逑空气流道，区域２为冷却介质流道，而３表示散热翅片。逡逑１－压缩空气流动２－冷却介质流道３－散热翅片逡逑图１．１热交换器管道截面逡逑后来的学者Ｊａｍｅｓ邋Ｗ．ＢａｍｗｅｌＰ在前人的基础上提出了另一种冷冻式干燥器，与前逡逑面Ｍａｒｔｉｎ所提出的冷冻式干燥器相比，Ｊａｍｅｓ对热交换器的结构作了一定的改进，该热逡逑交换器使用了可相变材料进一步增强换热能力。这种热交换器为圆柱状结构，内部设有逡逑三段同轴管，其管道截面如图１．２所示。制冷剂在最里面的一段圆管内流通（图中标号逡逑２逡逑

截面图,结构截面,冷冻式干燥器,翅片

【参考文献】