干燥器設(shè)計(jì) 烘干氣體機(jī)器-氫氣等【4張CAD圖紙】

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要在現(xiàn)今能源問(wèn)題嚴(yán)重困擾我們?nèi)粘Ｉ畹那闆r下，氫氣作為一種新型的綠色能源被作為替代能源方面被人們寄予厚望，因此對(duì)于氫氣的處理問(wèn)題一直是一個(gè)比較熱點(diǎn)的話題，由于現(xiàn)今氫氣的工業(yè)生產(chǎn)絕大數(shù)情況是伴隨著有水的情況，所以制備的氫氣中往往含有一定量的水分。水分的存在會(huì)嚴(yán)重的影響氫氣的使用性能同時(shí)會(huì)對(duì)相關(guān)的設(shè)備造成腐蝕影響，所以氫氣干燥器有著廣闊的市場(chǎng)利用空間。本課程設(shè)計(jì)針對(duì)氫氣實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中干燥的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了解分析，在材質(zhì)的選擇、工藝的安排以及處理能力的方面均能夠滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)中的需要。氫氣干燥具有多種方法，比如吸附法、冷凍法等。往往根據(jù)不同的實(shí)際需要進(jìn)行選擇，本設(shè)計(jì)中通過(guò)進(jìn)行實(shí)際的對(duì)比以及操作的方便性的現(xiàn)實(shí)原因出發(fā)選擇冷凍法氫氣冷卻的方法，過(guò)程中涉及流體力學(xué)、冷卻技術(shù)、高壓容器、高等數(shù)學(xué)等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生得到了較為充實(shí)的知識(shí)復(fù)習(xí)，同時(shí)也較為深刻的了解了實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)，流體力學(xué)，冷卻技術(shù)，高壓容器，熱量傳導(dǎo)等III目 錄摘 要IAbstractII目 錄III第1章 干燥器的介紹11.1 干燥器11.2 干燥機(jī)的分類(lèi)11.3 冷干機(jī)簡(jiǎn)介41.3.1冷干機(jī)工作原理41.3.2 冷干機(jī)的分類(lèi)41.3.3 冷干機(jī)的構(gòu)成4制冷壓縮機(jī)4冷凝器5蒸發(fā)器5熱力膨脹閥（毛細(xì)管）51.2.4冷干機(jī)的使用注意51.2.5冷干機(jī)的選型6第2章 壓力容器72.1概述72.2設(shè)計(jì)思路82.2.1選型82.3設(shè)計(jì)計(jì)算82.3.1壁厚的計(jì)算82.3.2封頭壁厚計(jì)算92.3.3附件的選擇102.3.4補(bǔ)償計(jì)算112.3.4.1內(nèi)壓容器開(kāi)孔后所需的補(bǔ)強(qiáng)面積112.3.4.2有效補(bǔ)強(qiáng)面積即已有的加強(qiáng)面積112.3.4.3連接管的確定132.3.4.4安全閥的選擇142.3.4.5容器載荷計(jì)算142.3.4.6容器焊縫標(biāo)準(zhǔn)142.3.4.7筒體與橢圓封頭的焊接接頭152.3.4.9接管與殼體的焊接接頭152.3.4.10由彎矩引起的軸向應(yīng)力162.3.4.11筒體和封頭切向應(yīng)力校核17第3章 熱量交換183.1概述183.1.1 熱量的計(jì)算18第4章 壓縮機(jī)的選型204.1緒論204.2壓縮機(jī)的分類(lèi)204.3冷卻能力計(jì)算22第5章 膨脹閥235.1緒論235.2膨脹閥的工作原理23第6章 散熱機(jī)構(gòu)256.1本節(jié)標(biāo)題256.2冷卻系統(tǒng)冷卻能力計(jì)算與分析256.3 冷卻能力審核26總結(jié)與展望28參考文獻(xiàn)29致 謝30第1章 緒論第1章 干燥器的介紹1.1 干燥器干燥器是通過(guò)加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發(fā)性液體成分)汽化逸出，以獲得規(guī)定濕含量的固體物料的機(jī)械設(shè)備。干燥過(guò)程需要消耗大量能量，為了節(jié)省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質(zhì)的懸浮液或溶液一般先經(jīng)機(jī)械脫水或加熱蒸發(fā)，再在干燥器內(nèi)干燥，以得到干的固體。 干燥的目的是為了物料使用或進(jìn)一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品變形；陶瓷坯料在煅燒前的干燥可以防止成品龜裂。另外干燥后的物料也便于運(yùn)輸和貯存，如將收獲的糧食干燥到一定濕含量以下，以防霉變。由于自然干燥遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展的需要，各種機(jī)械化干燥器越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用。 在干燥過(guò)程中需要同時(shí)完成熱量和質(zhì)量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高于物料溫度。 熱量從高溫?zé)嵩匆愿鞣N方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間，從而在物料表面和內(nèi)部出現(xiàn)濕含量的差別。內(nèi)部濕分向表面擴(kuò)散并汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的干燥。 1.2 干燥機(jī)的分類(lèi)物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內(nèi)部濕分的擴(kuò)散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部條件不變，物料的干燥速率和表面溫度即保持穩(wěn)定，這個(gè)階段稱(chēng)為恒速干燥階段；當(dāng)物料濕含量降低到某一程度，內(nèi)部濕分向表面的擴(kuò)散速率降低，并小于表面汽化速率時(shí)，干燥速率即主要由內(nèi)部擴(kuò)散速率決定，并隨濕含量的降低而不斷降低，這個(gè)階段稱(chēng)為降速干燥階段。干燥器可按操作過(guò)程、操作壓力、加熱方式濕物料運(yùn)動(dòng)方式或結(jié)構(gòu)等不同特征分類(lèi)。按操作過(guò)程，干燥器分為間歇式(分批操作)和連續(xù)式兩類(lèi) 按操作壓力，干燥器分為常壓干燥器和真空干燥器兩類(lèi)，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過(guò)程，且可降低濕分沸點(diǎn)和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥器適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場(chǎng)合 按加熱方式，干燥器分為對(duì)流式、傳導(dǎo)式、輻射式、介電式等類(lèi)型。對(duì)流式干燥器又稱(chēng)直接干燥器，是利用熱的干燥介質(zhì)與濕物料直接接觸，以對(duì)流方式傳遞熱量，并將生成的蒸汽帶走；傳導(dǎo)式干燥器又稱(chēng)間接式干燥器，它利用傳導(dǎo)方式由熱源通過(guò)金屬間壁向濕物料傳遞熱量，生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨(dú)設(shè)置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類(lèi)干燥器不使用干燥介質(zhì)，熱效率較高，產(chǎn)品不受污染，但干燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，常在真空下操作；輻射式干燥器是利用各種輻射器發(fā)射出一定波長(zhǎng)范圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃窟M(jìn)行干燥；介電式干燥器是利用高頻電場(chǎng)作用，使?jié)裎锪蟽?nèi)部發(fā)生熱效應(yīng)進(jìn)行干燥。 按濕物料的運(yùn)動(dòng)方式，干燥器可分為固定床式、攪動(dòng)式、噴霧式和組合式；按結(jié)構(gòu)，干燥器可分為廂式干燥器、輸送機(jī)式干燥器、滾筒式干燥器、立式干燥器、機(jī)械攪拌式干燥器、回轉(zhuǎn)式干燥器、流化床式干燥器、氣流式干燥器、振動(dòng)式干燥器、噴霧式干燥器以及組合式干燥器等多種。 對(duì)濕物料進(jìn)行干燥的設(shè)備。各種生產(chǎn)過(guò)程需經(jīng)干燥處理的物料是多種多樣的，對(duì)干燥的要求也各不相同,因此干燥器種類(lèi)繁多，根據(jù)供熱方式，有以下四類(lèi)：1 對(duì)流干燥器 應(yīng)用最廣的一類(lèi)干燥器，包括流化干燥器、氣流干燥器、廂式干燥器、噴霧干燥器、隧道式干燥器等。此類(lèi)干燥器的主要特點(diǎn)是：熱氣流和固體直接接觸，熱量以對(duì)流傳熱方式由熱氣流傳給濕固體,所產(chǎn)生的水汽由氣流帶走；熱氣流溫度可提高到普通金屬材料所能耐受的最高溫度（約730），在高溫下輻射傳熱將成為主要的傳熱方式，并可達(dá)到很高的熱量利用率；氣流的濕度對(duì)干燥速率和產(chǎn)品的最終含水量有影響；使用低溫氣流時(shí),通常需對(duì)氣流先作減濕處理；汽化單位質(zhì)量水分的能耗較傳導(dǎo)式干燥器高，最終產(chǎn)品含水量較低時(shí)尤甚；需要大量熱氣流以保證水分汽化所需的熱量，如果被干燥物料的粒徑很小，則除塵裝置龐大而耗資較多；宜在接近常壓條件下操作。2 傳導(dǎo)干燥器 包括螺旋輸送干燥器、滾筒干燥器、真空耙式干燥器、冷凍干燥器等，這一類(lèi)干燥器的主要特點(diǎn)是：熱量通過(guò)器壁(通常是金屬壁)，以熱傳導(dǎo)方式傳給濕物料；物料的表面溫度可以從低于冰點(diǎn)（冷凍干燥時(shí)）到330；便于在減壓和惰性氣氛下操作，揮發(fā)的溶劑可回收。常用于易氧化、易分解物料的干燥，亦適用于處理粉狀物料。3 輻射干燥器 通過(guò)輻射傳熱，將濕物料加熱進(jìn)行干燥。電加熱輻射干燥器用紅外線燈泡照射被干燥物料，使物料溫度升高而干燥。煤氣加熱干燥器則燃燒煤氣將金屬或陶瓷輻射板加熱到400500，使之產(chǎn)生紅外線，用以加熱被干燥的物料。輻射干燥器生產(chǎn)強(qiáng)度大，設(shè)備緊湊，使用靈活，但能量消耗較大。適用于干燥表面大而薄的物料，如塑料、布匹、木材、涂漆制品等。4 介電干燥器 將被干燥物料置于高頻電場(chǎng)內(nèi)，利用高頻電場(chǎng)的交變作用將物體加熱進(jìn)行干燥。這種加熱的特點(diǎn)是物料中含水量越高的部位，獲得的熱量越多。由于物料內(nèi)部的含水量比表面高，因此物料內(nèi)部獲得的能量較多，物料內(nèi)部溫度高于表面溫度，從而使溫度梯度和水分?jǐn)U散方向一致，可以加快水的汽化，縮短干燥時(shí)間，這種干燥器特別適用于干燥過(guò)程中容易結(jié)殼以及內(nèi)部的水分難以去盡的物料（如皮革）。介電加熱干燥的電能消耗很大，目前主要應(yīng)用于食品及輕工生產(chǎn)。進(jìn)行干燥器的設(shè)計(jì)計(jì)算，首先必須選擇合適的干燥器類(lèi)型。目前干燥器的選型還帶有很大的經(jīng)驗(yàn)性，主要應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)方面：物料和產(chǎn)品的特點(diǎn)，例如物料的形態(tài)（如漿狀、糊狀、粉末、塊粒、薄片等），固體顆粒的粒度和強(qiáng)度，初始含水量和水分的存在形式,物料是否有毒、易燃、易氧化，產(chǎn)品要求的最終含水量,產(chǎn)品是否允許稍有污染，形體是否允許稍有改變，產(chǎn)品的最高允許溫度和產(chǎn)品的價(jià)格等。與生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的條件，例如處理的物料量，干燥的前處理與后處理情況,揮發(fā)的溶劑，是否回收等。干燥器的操作性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)過(guò)上述幾方面的綜合考慮，對(duì)各類(lèi)干燥器進(jìn)行比較篩選后，一般只剩下為數(shù)不多的幾種干燥器，然后進(jìn)行小試，尋找最適宜的操作參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后根據(jù)設(shè)備價(jià)格和小試情況，決定采用何種干燥器。根據(jù)處理氫氣的性質(zhì)：溫度300攝氏度，壓力1.6兆帕，的特點(diǎn)以及氫氣具有易燃、爆炸性的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)決定采用冷凍干燥的方式對(duì)氫氣進(jìn)行冷卻。1.3 冷干機(jī)簡(jiǎn)介冷干機(jī)是采用降溫結(jié)露的工作原理，對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥的一種設(shè)備。主要由熱交換系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)三部分組成。從氫氣生成設(shè)備出來(lái)的熱而潮濕并含有水份的氫氣首先經(jīng)過(guò)濕熱氫氣對(duì)干冷氫氣熱交換器預(yù)冷卻；然后經(jīng)過(guò)預(yù)冷卻的氫氣，在氫氣對(duì)冷媒熱交換器被冷干機(jī)的冷凍劑循環(huán)回路進(jìn)一步冷卻，與已經(jīng)從蒸發(fā)器出來(lái)被冷卻到壓力露點(diǎn)的冷氫氣進(jìn)行熱交換，使氫氣的溫度進(jìn)一步降低。之后氫氣進(jìn)入蒸發(fā)器，與制冷劑進(jìn)行熱交換，氫氣的溫度降至0-8，氫氣中的水份在此溫度下析出，通過(guò)冷凝器將濕熱氫氣中冷凝出的水分油和雜質(zhì)分離，通過(guò)自動(dòng)排水器將其排出機(jī)外。而干燥的低溫氫氣則進(jìn)入熱量交換器進(jìn)行熱交換，溫度升高后輸出，能有效地防止管路結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生，旁通閥能根據(jù)負(fù)荷變化的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)冷媒的通過(guò)量。1.3.1冷干機(jī)工作原理 利用冷媒與濕熱氫氣進(jìn)行熱交換，把濕熱氫氣溫度降到100150范圍的露點(diǎn)溫度，使?jié)駸釟錃庵泻口呌诔柡偷臓顟B(tài)，從而除去其中的水分。1.3.2 冷干機(jī)的分類(lèi)冷干機(jī)按冷凝器的冷卻方式分有氣冷型,水冷型兩種；按進(jìn)氣溫度高低分有高溫進(jìn)氣型(80以下) 和常溫進(jìn)氣型(45左右)；按工作壓力分有普通型(0.31.0MPa)和中、高壓型(1.2MPa 以上)。此外許多特殊規(guī)格的冷干機(jī)可以用來(lái)處理非空氣類(lèi)介質(zhì),如:二氧化碳,氫氣,天然氣,高爐煤氣,氮?dú)獾取?.3.3 冷干機(jī)的構(gòu)成制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，目前大多數(shù)壓縮機(jī)采用全密封往復(fù)式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)吸入來(lái)自蒸發(fā)器的制冷劑氣體經(jīng)壓縮使其變?yōu)楦邏焊邷氐倪^(guò)熱蒸氣，最后由排氣管排出。 冷凝器冷凝器的作用是將冷媒壓縮機(jī)排出的高壓、過(guò)熱冷媒蒸氣冷卻成為液態(tài)制冷劑，其熱量被冷卻水或冷卻空氣帶走。使制冷過(guò)程得以連續(xù)不斷進(jìn)行。 蒸發(fā)器蒸發(fā)器是冷干機(jī)的主要換熱部件，壓縮空氣在蒸發(fā)器中被強(qiáng)制冷卻，其中大部分水蒸氣冷卻而凝結(jié)成液態(tài)水排出機(jī)外，從而使壓縮空氣得到干燥。低壓冷媒液體，在蒸發(fā)器里發(fā)生相變變成為低壓冷媒蒸汽，在相變過(guò)程中吸收周?chē)鸁崃?，從而使壓縮空氣降溫。 熱力膨脹閥（毛細(xì)管）熱力膨脹閥（毛細(xì)管）是制冷系統(tǒng)的節(jié)流機(jī)構(gòu)。在冷干機(jī)中，蒸發(fā)器制冷劑的供給及其調(diào)節(jié)者是通過(guò)節(jié)流機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。節(jié)流機(jī)構(gòu)使制冷從高溫高壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器。1.2.4冷干機(jī)的使用注意1）不要放在日曬、雨淋、風(fēng)吹或相對(duì)濕度大于85%的場(chǎng)所。不要放置在灰塵多、有腐蝕性環(huán)境中。不要放置在有振動(dòng)、冷凝水有凍結(jié)危險(xiǎn)的地方。不要離壁面太近，以免通風(fēng)不良。不得已需在有腐蝕性氣體的環(huán)境中使用，應(yīng)選用不銹鋼管的干燥器。應(yīng)在環(huán)境溫度40以下使用。 2）濕熱氫氣的進(jìn)口不要接錯(cuò)。為便于維修，要確保維修空間，應(yīng)設(shè)置旁通管路。要防止的無(wú)關(guān)振動(dòng)傳給干燥器。配管重量不要直接加在干燥器上。 3）排水管不要向上立著，不要打折或壓扁。 4）電源電壓允許波動(dòng)小于10%。應(yīng)設(shè)置適當(dāng)容量的漏電斷路保護(hù)器，使用前必須接地。 5）濕熱氫氣進(jìn)口溫度過(guò)高、環(huán)境溫度過(guò)高（300以上）、使用流量超過(guò)額定處理流量、電壓波動(dòng)超過(guò)10%、通風(fēng)太差（冬季也要換氣，否則室溫也會(huì)升高）等情況下，保護(hù)電路會(huì)發(fā)揮作用，指示燈滅，停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 6）當(dāng)氣體壓力高于2.0MPa時(shí)，常開(kāi)式自動(dòng)排水器的排水口才能關(guān)閉。7）干燥器的通風(fēng)口每月要用吸塵器清掃一次。 8）接通電源，待運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定后，再接通濕熱氫氣。停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，必須等待3min以上才能再起動(dòng)。 9）若使用自動(dòng)排水器，應(yīng)經(jīng)常檢查其排水功能是否正常。要經(jīng)常清掃冷凝器上的灰塵等。要經(jīng)常檢查冷媒的壓力，可判斷冷媒是否泄漏及冷凍機(jī)的能力是否有變化，要檢查排除冷凝水的溫度是否正常。1.2.5冷干機(jī)的選型冷干機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有:處理量(Nm3/min),進(jìn)氣溫度() ,工作壓力(MPa) ,壓力降(MPa) ,壓縮機(jī)功率(Kw) 。 冷干機(jī)的目標(biāo)性參數(shù)壓力露點(diǎn) () ,在國(guó)外廠商的產(chǎn)品型錄上一般并不作為獨(dú)立參數(shù)標(biāo)注在性 能規(guī)格表上.究其原因, 壓力露點(diǎn)與被處理壓縮氣體的很多參數(shù)有關(guān).如果標(biāo)出壓力露點(diǎn) ,也一定附帶說(shuō)明相關(guān)條件(諸如進(jìn)氣溫度,工作壓力,環(huán)境溫度等) 。31第2章 本章標(biāo)題第2章 壓力容器2.1概述壓力容器，英文：pressure vessel，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。貯運(yùn)容器、反應(yīng)容器、換熱容器和分離容器均屬壓力容器。（1）工作壓力大于或者等于0.1Mpa(工作壓力是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達(dá)到的最高壓力。 （2）內(nèi)直徑(對(duì)非圓形截面指寬度高度或?qū)蔷€如矩形為對(duì)角線橢圓為長(zhǎng)軸)不小于50mm的容器 （3）工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或者溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。 壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)都起著重要作用的設(shè)備。壓力容器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開(kāi)孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計(jì)及完全不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財(cái)產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。目前，世界各國(guó)均將其列為重要的監(jiān)檢產(chǎn)品，由國(guó)家指定的專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，按照國(guó)家規(guī)定的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督檢查和技術(shù)檢驗(yàn)。壓力容器的分類(lèi)方法很多，從使用、制造和監(jiān)檢的角度分類(lèi)，有以下幾種。 (1)按承受壓力的等級(jí)分為：低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器。 (2)按盛裝介質(zhì)分為：非易燃、無(wú)毒；易燃或有毒；劇毒。 (3)按工藝過(guò)程中的作用不同分為： 反應(yīng)容器：用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的容器。 換熱容器：用于完成介質(zhì)的熱量交換的容器。 分離容器：用于完成介質(zhì)的質(zhì)量交換、氣體凈化、固、液、氣分離的容器。 貯運(yùn)容器：用于盛裝液體或氣體物料貯運(yùn)介質(zhì)或?qū)毫ζ鹌胶饩彌_作用的容器壓力容器的設(shè)計(jì)壓力（p）劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個(gè)壓力等級(jí)： (1)低壓(代號(hào)L) 0.1MPap1.6MPa (2)中壓(代號(hào)M) 1.6MPap10.0MPa (3)高壓(代號(hào)H) 10.0MPap60100153153150141128116 圓筒的計(jì)算壓力為2.16Mpa,容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的焊接接頭，取焊接接頭系數(shù)為1.00,全部無(wú)損探傷。取許用應(yīng)力為163 Mpa。壁厚： （3.1）鋼板厚度負(fù)偏差,查材料腐蝕手冊(cè)得300下氫氣對(duì)鋼板的腐蝕速率小于0.05/年，所以雙面腐蝕取腐蝕裕量。所以設(shè)計(jì)厚度為：圓整后取名義厚度24。2.3.2封頭壁厚計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭a:b=2:1 封頭計(jì)算公式 ： （3.2）可見(jiàn)封頭厚度近似等于筒體厚度，則取同樣厚度。因?yàn)榉忸^壁厚20則標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度2.3.3附件的選擇人孔的作用：為了檢查壓力容器在使用過(guò)程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。人孔的結(jié)構(gòu)：既有承受壓力的筒節(jié)、端蓋、法蘭、密封墊片、緊固件等受壓元件，也有安置與啟閉端蓋所需要的軸、銷(xiāo)、耳、把手等非受壓件。人孔類(lèi)型：從是否承壓來(lái)看有常壓人孔和承壓人孔。從人孔所用法蘭類(lèi)型來(lái)看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭人孔和帶頸對(duì)焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。從人孔蓋的開(kāi)啟方式及開(kāi)啟后人孔蓋的所處位置看，人孔又可分為回轉(zhuǎn)蓋人孔、垂直吊蓋人孔和水平吊蓋人孔三種。人孔標(biāo)準(zhǔn)HG21524-95規(guī)定PN1.0Mpa時(shí)只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對(duì)焊法蘭人孔。容器上開(kāi)設(shè)人孔規(guī)定當(dāng)Di1000時(shí)至少設(shè)一個(gè)人孔，壓力容器上的開(kāi)孔最好是圓形的，人孔公稱(chēng)直徑最小尺寸為400。綜合考慮選擇水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔（HG21524-95）,公稱(chēng)壓力PN2.5、公稱(chēng)直徑DN450、H1=320、RF型密封面、采用類(lèi)20R材料、墊片采用外環(huán)材料為低碳鋼、金屬帶為0Cr19Ni9、非金屬帶為柔性石墨、C型纏繞墊。標(biāo)記為：人孔R(shí)F（WC-1220）450-2.5HG21524-95總質(zhì)量為256kg.法蘭標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為HGJ5053-91,墊片標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為HGJ6972-91,法蘭蓋標(biāo)準(zhǔn)HGJ6165-91材料為20R，螺柱螺母標(biāo)準(zhǔn)HGJ75-91螺柱材料40Cr螺母材料45，吊環(huán)轉(zhuǎn)臂和材料Q235-AF,墊圈標(biāo)準(zhǔn)為GB95-85材料100HV,螺母標(biāo)準(zhǔn)GB41-86，吊鉤和環(huán)材料Q235-AF，無(wú)縫鋼管材料為20，支承板材料為20R2,3,5。尺寸表如下表4.1 人孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸表密封面型式PN/MpaDNdwsdDD1H1H2總質(zhì)量kg突面2.5450480124506706003202142562.3.4補(bǔ)償計(jì)算開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。在一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)形式。但必須滿(mǎn)足規(guī)定的條件。 壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算方法有多種，為了計(jì)算方便，采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，即殼體截面因開(kāi)孔被削弱的承載面積，必須由補(bǔ)強(qiáng)材料予以等面積的補(bǔ)償。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材料與被削弱殼體的材料相同時(shí)，則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用16MnR。2.3.4.1內(nèi)壓容器開(kāi)孔后所需的補(bǔ)強(qiáng)面積式中 開(kāi)孔直徑：；強(qiáng)度削弱系數(shù)：殼體開(kāi)孔處的計(jì)算厚度接管有效厚度：則 22.3.4.2有效補(bǔ)強(qiáng)面積即已有的加強(qiáng)面積殼體開(kāi)孔后，在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，可作為補(bǔ)強(qiáng)的截面積（包括來(lái)自殼體、接管、焊縫金屬、補(bǔ)強(qiáng)元件）筒體上多余金屬面積：有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 B=2d筒體的有效厚度 所以2人孔接管上多余的面積：外側(cè)有效高度：內(nèi)側(cè)有效高度即實(shí)際內(nèi)伸高度 接管計(jì)算厚度：所以2焊縫金屬截面積：2則 2比較的 滿(mǎn)足以下條件的可選用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)：剛材的標(biāo)準(zhǔn)常溫抗拉強(qiáng)度Mpa；補(bǔ)強(qiáng)圈厚度應(yīng)小于或等于殼體壁厚的1.5倍；殼體名義厚度；設(shè)計(jì)壓力；設(shè)計(jì)溫度?？芍驹O(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求，則采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。所需補(bǔ)強(qiáng)圈的面積為：2補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)及尺寸：為檢驗(yàn)焊縫的緊密型，補(bǔ)強(qiáng)圈上鉆M10的螺孔一個(gè)，以通入壓縮空氣檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。按照根據(jù)焊接接頭分類(lèi)，接管、人孔等與殼體連接的接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體連接的接頭取D類(lèi)焊縫。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫要求，并查得結(jié)構(gòu)圖為帶補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫T型接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈坡口取B型（查化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)）。查標(biāo)準(zhǔn)HG 21506-92 得補(bǔ)強(qiáng)圈外徑,內(nèi)徑則取485。計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)圈厚度： （4.5）查標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈厚度取20，計(jì)算的補(bǔ)強(qiáng)圈厚度也滿(mǎn)足補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的條件。查得對(duì)應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)圈質(zhì)量為42.3.2.3.4.3連接管的確定材料：容器接管一般應(yīng)采用無(wú)縫鋼管，所以液體進(jìn)料口接管材料選擇無(wú)縫鋼管，采用無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)GB8163-87。材料為16MnR。結(jié)構(gòu)：接管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)切成45度，可避免物料沿設(shè)備內(nèi)壁流動(dòng)，減少物料對(duì)壁的磨損與腐蝕。接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考慮上述要求外，還需考慮焊接方法、焊接參數(shù)、加工條件、施焊位置等制造上的因素及運(yùn)輸、安裝中的剛性要求。一般情況下，管壁厚不宜小于殼體壁厚的一半，否則，應(yīng)采用厚壁管或整體鍛件，以保證接管與殼體相焊部分厚度的匹配。不需另行補(bǔ)強(qiáng)的條件：當(dāng)殼體上的開(kāi)孔滿(mǎn)足下述全部要求時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)。 設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5Mpa。 兩相鄰開(kāi)孔中心的距離應(yīng)不小于兩孔直徑之和的2倍。 接管公稱(chēng)外徑小于或等于30。 接管最小壁厚滿(mǎn)足以下要求。表4.2 接管最小壁厚要求接管公稱(chēng)直徑/mm25403546最小壁厚/mm2.03.0因此熱軋無(wú)縫鋼管的尺寸為3012。 鋼管理論重量為22.79/m。取接管伸出長(zhǎng)度為150。 管法蘭的選擇：根據(jù)平焊法蘭適用的壓力范圍較低（PN4.0Mpa）,選擇突面板式平焊管法蘭，標(biāo)記為：HG20592-1997法蘭RF(A)80-2.5,其中D=190,管法蘭材料鋼號(hào)（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)）:20（GB711）。根據(jù)（歐洲體系）鋼制管法蘭、墊片、墊片、緊固件選配表（HG20614-1997）選擇：墊片型式為石棉橡膠板墊片(尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)號(hào))，密封面型式為突面，密封面表面為密紋水線，緊固件型式為六角螺栓雙頭螺柱全螺紋螺柱。在離筒體底以上250處安裝容器出料管，容器內(nèi)的管以彎管靠近容器底，這種方式用于臥式容器。出料口的基本尺寸以及法蘭與進(jìn)料口相同。進(jìn)出料接管滿(mǎn)足不另行補(bǔ)強(qiáng)的要求所以不再另行補(bǔ)強(qiáng)。2.3.4.4安全閥的選擇由操作壓力決定安全閥的公稱(chēng)壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，所以由本設(shè)計(jì)的溫度、壓力、介質(zhì)等基本參數(shù)可以查得標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)A21H-40,公稱(chēng)通徑DN取20，質(zhì)量約為80。與安全閥和接管連接的法蘭選擇突面板式平焊管法蘭HG20592-1997法蘭RF(A)80-2.5，與殼體連接的接管為無(wú)縫鋼管GB8163-87熱軋鋼管，尺寸為89125。2.3.4.5容器載荷計(jì)算筒體的質(zhì)量：查得圓筒體理論質(zhì)量為1778/m,筒體長(zhǎng)度加上封頭的直邊長(zhǎng)度為6m,則W1=17786=10668。封頭的質(zhì)量:根據(jù)封頭的名義厚度查得2:1標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭理論質(zhì)量為1901。 水壓試驗(yàn)時(shí)水的質(zhì)量：由常用壓力容器手冊(cè)查得公稱(chēng)直徑3000mm厚24mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的容積為3.887,則容器容積為：水重 =49.45751000=49457.5。附件的質(zhì)量：人孔重256kg,人孔補(bǔ)強(qiáng)重42.3kg,進(jìn)出料管約100kg,兩個(gè)液面計(jì)共180kg,安全閥80kg,排污閥44.4kg,再加上與閥門(mén)相接的接管重量，附件總質(zhì)量約為750kg.所以設(shè)備總質(zhì)量為62776.5kg.即627.765kN.2.3.4.6容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 焊縫分散原則；避免焊縫多條相交原則；對(duì)稱(chēng)質(zhì)心布置原則；避開(kāi)應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力峰值去原則；對(duì)接鋼板的等厚連接原則；接頭設(shè)計(jì)的開(kāi)敞性原則；焊接坡口的設(shè)計(jì)原則（焊縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn)生缺陷；焊縫坡口對(duì)稱(chēng)；有利于焊接防護(hù)；焊工操作方便；復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過(guò)渡層焊縫金屬的稀釋率）。2.3.4.7筒體與橢圓封頭的焊接接頭壓力容器受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D四類(lèi)，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用A類(lèi)焊縫。焊接方法：采用手工電弧焊，其原理是利用電弧熱量融化焊條和母材，由融化的金屬結(jié)晶凝固而形成接縫，焊接材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼，應(yīng)用范圍廣，適用短小焊縫及全位置施焊，可適用在靜止、沖擊和振動(dòng)載荷下工作的堅(jiān)固密實(shí)的焊縫焊接，這種方法靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，維修方便，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高。封頭與圓筒等厚采用對(duì)接焊接。平行長(zhǎng)度任取。坡口形式為I型坡口。根據(jù)16MnR的抗拉強(qiáng)度=490Mpa和屈服點(diǎn)=325Mpa選擇E50系列（強(qiáng)度要求：490Mpa；400Mpa）的焊條，型號(hào)為E5014.該型號(hào)的焊條是鐵粉鈦型藥皮（藥皮成分：氧化鈦30%，加鐵粉），適用于全位置焊接，熔敷效率較高，脫渣性較好，焊縫表面光滑，焊波整齊，角焊縫略凸，能焊接一般的碳鋼結(jié)構(gòu)。2.3.4.8管法蘭與接管的焊接接頭 管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)HG20605-97,根據(jù)公稱(chēng)通經(jīng)DN 80選擇坡口寬度b=6mm。2.3.4.9接管與殼體的焊接接頭所設(shè)的接管都是不帶補(bǔ)強(qiáng)圈的插入式接管，接管插入殼體，接管與殼體間的焊接有全焊透和部分焊頭兩種，它們的焊接接頭均屬T形或角接接頭。選擇HG20583-1998標(biāo)準(zhǔn)中代號(hào)為G2的接頭形式，基本尺寸為；，且，它適用于，因?yàn)樗x接管的厚度都為殼體厚度的一半，殼體的厚度為24mm，所以符合要求。選擇全焊透工藝，可用于交變載荷，低溫及有較大溫度梯度工況。2.3.4.10由彎矩引起的軸向應(yīng)力筒體中間處截面的彎矩：式中 F鞍座反力，N； 橢圓封頭長(zhǎng)軸外半徑，mm； L兩封頭切線之間的距離，mm； A鞍座與筒體一端的距離，mm； hi封頭短軸內(nèi)半徑，mm。支座處截面上的彎矩：所以 由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷，P1199）得K1=K2=1.0。因?yàn)镸1M2，且ARm/2=762mm，故最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力。筒體中間截面上最高點(diǎn)處所以 最低點(diǎn)處：鞍座截面處最高點(diǎn)處：最低點(diǎn)處：2.3.4.11筒體和封頭切向應(yīng)力校核筒體切向應(yīng)力計(jì)算：由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷，P11-100）查得K3=0.880，K4=0.401。所以封頭切向應(yīng)力計(jì)算：因 所以合格。第4章 本章標(biāo)題第3章 熱量交換3.1概述熱氣源在熱量交換罐中會(huì)自然的與溫度較低的干燥后的氫氣發(fā)生熱量交換，在這個(gè)過(guò)程中完成干燥后氫氣的加熱和濕熱氫氣的初步冷卻兩個(gè)過(guò)程。3.1.1 熱量的計(jì)算板式換熱器選型計(jì)算步驟及公式 1)求熱負(fù)荷Q:Q=VCPt。其中,Q為熱負(fù)荷,W;V為冷、熱流體流量,t/h;為流體密度,kg/m3;CP為比熱,kJ/(kg);t=t1-t2或T1-T2,。 2)求冷、熱流體進(jìn)出口溫度:t1=t2+Q/( VCP)。 3)求冷、熱流體流量:V=Q/CP(t2-t1)。 其中,V為體積流量,m3/s。 4)求平均溫度差tm:tm=( T1-t2)-( T2-t1)/ln(T1-t2)/(T2-t1)。 當(dāng)T1-t2=T2-t1時(shí),采用tm=(T1-t2)+(T2-t1)/2。 其中,tm為平均溫度差,;T1,T2分別為熱流體進(jìn)出口溫度,;t1,t2分別為冷流體進(jìn)出口溫度,。 5)設(shè)定冷、熱流體板內(nèi)流速W,m/s。 6)確定總傳熱系數(shù):查表k,W/(m2)。 7)計(jì)算傳熱面積:F=Q/(ktm)。 其中,F為傳熱面積,m2;為裕度,一般取0.70.9。 8)求板片數(shù):N=傳熱面積/單片傳熱面積。 9)求流道數(shù):n=(N-1)/2。 10)計(jì)算實(shí)際流速:W=V/(3 600fn)。 其中,W為流速,m/s;f為單通道截面積,m2,查性能參數(shù)表;n為流道數(shù)。 11)計(jì)算實(shí)際k值:ka=1/(1/ah+1/ac+/0); a=Nu/de; Re=Wde/。 其中,a為給熱系數(shù),W/(m2);為運(yùn)動(dòng)粘度,m2/s;為介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù),W/(m);Re為雷諾數(shù);de為當(dāng)量直徑,m;0為板片導(dǎo)熱系數(shù),W/(m)。 12)計(jì)算實(shí)際帶走熱量:Q=kaFtm。13)計(jì)算壓降:P=EuV2m。其中,m為壓降修正系數(shù),單流程時(shí)取1.21.4,2,3流程取1.82.0,4,5流程取2.62.8。經(jīng)某一過(guò)程溫度變化為T(mén)，它吸收(或放出)的熱量Q表示熱量(J)，Q=cmT Q吸=cm（tt0） Q放=cm（t0t） （t0是初溫;t是末溫） 其中C是與這個(gè)過(guò)程相關(guān)的比熱(容)熱量的單位與功、能量的單位相同在國(guó)際單位制中熱量的單位為焦耳(簡(jiǎn)稱(chēng)焦，縮寫(xiě)為J)歷史上曾定義熱量單位為卡路里(簡(jiǎn)稱(chēng)卡，縮寫(xiě)為cal)，目前只作為能量的輔助單位，1卡=4.184焦注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦 某一區(qū)域在某一時(shí)段內(nèi)吸收的熱量與釋放、儲(chǔ)存的熱量所維持的均衡關(guān)系。第4章 壓縮機(jī)的選型4.1緒論制冷壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，通常稱(chēng)為制冷機(jī)的主機(jī)?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新式制冷系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，推動(dòng)了制冷壓縮機(jī)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步。從目前制冷壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振低噪等特點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。面對(duì)制冷壓縮機(jī)做一個(gè)概述.作用:l、從蒸發(fā)器中吸蒸氣，以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力；2、提高壓力(壓縮)，以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件；3、輸送制冷劑，使制冷劑完成制冷循環(huán)。4.2壓縮機(jī)的分類(lèi)壓縮機(jī)的種類(lèi)很多，根據(jù)工作原理的不同，空調(diào)壓縮機(jī)可以分為定排量壓縮機(jī)和變排量壓縮機(jī)。l、定排量壓縮機(jī)的排氣量是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的，它不能根據(jù)制冷的需求而自動(dòng)改變功率輸，而且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的影響比較大。它的控制一般通過(guò)采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度，壓縮機(jī)停止工作；當(dāng)溫度升高后，壓縮機(jī)開(kāi)始 T二作。定排量壓縮機(jī)也受空調(diào)系統(tǒng)壓力的控制，當(dāng)管路內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)，壓縮機(jī)停止工作。2、變排量壓縮機(jī)可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)功率輸出?？照{(diào)控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器風(fēng)口的溫度信號(hào)，而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號(hào)來(lái)控制壓縮機(jī)的壓縮比從而自動(dòng)調(diào)節(jié)m 風(fēng)口溫度。在制冷的全過(guò)程中，壓縮機(jī)始終是工作的，制冷強(qiáng)度的調(diào)節(jié)完全依賴(lài)裝在壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)控制。當(dāng)空調(diào)管路內(nèi)高壓端壓力過(guò)高時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥縮短壓縮機(jī)內(nèi)活塞行程以減小壓縮比，這樣就會(huì)降低制冷強(qiáng)度。當(dāng)高壓端壓力下降到一定程度，低壓端壓力上升到一定程度時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強(qiáng)度。根據(jù)工作方式的不同，可分為兩大類(lèi) 容積型與速度型。 容積型壓縮機(jī)是靠工作腔容積的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)吸汽、壓縮、排汽等過(guò)程。屬于這類(lèi)壓縮機(jī)的有往復(fù)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。速度型壓縮機(jī)是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1輪對(duì)蒸氣做功，壓力升高，并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類(lèi)壓縮機(jī)的有離心式和軸流式壓縮機(jī)，目前常用的是離心式壓縮機(jī)。1、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理往復(fù)式壓縮機(jī)又稱(chēng)活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸?；钊谄變?nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過(guò)程。圖1中的四個(gè)過(guò)程分別表示了壓縮機(jī)工作中的四個(gè)過(guò)程。 到最低位置(稱(chēng)活塞的下止點(diǎn))時(shí)，汽缸吸滿(mǎn)蒸氣。而活塞轉(zhuǎn)而向上，這時(shí)吸、排汽門(mén)都關(guān)閉，汽缸容積縮小，蒸氣被壓縮，一直壓縮到排汽壓力為止。圖中(b)為排汽過(guò)程：當(dāng)壓力達(dá)到一定值(大于排汽管內(nèi)壓力)時(shí)，排汽閥開(kāi)啟，活塞繼續(xù)上移，蒸氣排出，一直到活塞上移到最高位置(這位置稱(chēng)活塞的上止點(diǎn))時(shí)，排汽結(jié)束。圖中(c)是余隙膨脹過(guò)程：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞，活塞上移到上止點(diǎn)時(shí)，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙，稱(chēng)余隙。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，排汽結(jié)束時(shí)留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸汽閥開(kāi)啟，吸汽不能開(kāi)始。這時(shí)余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而進(jìn)行膨脹，一直膨脹到吸汽壓力以下時(shí)才結(jié)束。圖中之(d)是吸汽過(guò)程：吸汽閥開(kāi)啟，隨著活塞往下運(yùn)動(dòng)而吸汽，一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止。 ( 2)優(yōu)點(diǎn)：它應(yīng)用比較廣泛，制造技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且對(duì)加工材料和加工lT藝要求較低，造價(jià)比較低，適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強(qiáng)。(3)缺點(diǎn)：無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速，機(jī)器大而重，不容易實(shí)現(xiàn)輕量化，排氣不連續(xù)，氣流容易出現(xiàn)波動(dòng)，而且工作時(shí)有較大的振動(dòng)。由于曲軸連桿式壓縮機(jī)的上述特點(diǎn)，已經(jīng)很少有小排量壓縮機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)形式，曲軸連桿式壓縮機(jī)目前大多應(yīng)用在客車(chē)和卡車(chē)的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。4.3冷卻能力計(jì)算各種制冷量單位的換算關(guān)系如下：1. 1kcal/h (大卡/小時(shí))=1.163W，1W=0.8598kcal/h；2. 1Btu/h（英熱單位/小時(shí)=0.2931W，1W=3.412Btu/h3. 1USRT(美國(guó)冷噸)=3.517KW，1KW=0.28434USRT;4. 1kcal/h=3.968Btu/h,1Btu/h=0.252kcal/h;5. 1USRT=3024kcal/h,10000kcal/h=3.3069USRT;6. 1匹=2.5KW(用于風(fēng)冷機(jī)組)，1匹=3KW（用于水冷機(jī)組）說(shuō)明：1.“匹”用于動(dòng)力單位時(shí)，用Hp（英制匹）或Ps(公制匹)表示，也稱(chēng)“馬力”，1Hp(英制匹)=0.7457KW, 1Ps(公制匹)=0.735KW；2.中小型制冷機(jī)組的制冷量常用“匹”表示，大型空調(diào)制冷機(jī)組的制冷量常用“冷噸（美國(guó)冷噸）”表示。每立方米負(fù)荷按W0=75W/m3計(jì)算。在1.6Mpa壓力下設(shè)定濕熱氣體流速為N=0.5m3/s，P=W/N =W0*N*3600 =75*0.5*3600=135KW設(shè)定安全系數(shù)S=1.5所以P1=P*S =135*1.5 200KW第5章 膨脹閥 5.1緒論在制冷系統(tǒng)中，制冷劑液體的膨脹過(guò)程是有節(jié)流來(lái)完成，膨脹節(jié)流的作用是將液體制冷劑從冷凝壓力減小到蒸發(fā)壓力，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。在制冷系統(tǒng)中節(jié)流膨脹的機(jī)構(gòu)主要有熱力膨脹發(fā)、電子膨脹閥和毛細(xì)管等，但毛細(xì)管在節(jié)流過(guò)程中有不可調(diào)性，所以在大型系統(tǒng)中采用膨脹閥來(lái)控制。5.2膨脹閥的工作原理膨脹閥作用節(jié)流降壓。把冷凝來(lái)的高溫高壓制冷劑液體節(jié)流降壓成為容易蒸發(fā)的低溫低壓霧狀制冷劑送入蒸發(fā)器，即分開(kāi)了制冷劑的高壓側(cè)和低壓側(cè)，為制冷劑蒸發(fā)創(chuàng)造了條件。自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑流量。由于室內(nèi)溫度的改變，相應(yīng)的制冷負(fù)荷也發(fā)生改變，要求流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，膨脹閥自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量以滿(mǎn)足制冷循環(huán)要求?？刂浦评鋭┝髁浚乐箟嚎s機(jī)液擊和異常過(guò)熱現(xiàn)象發(fā)生。膨脹時(shí)以感溫包作為感溫元件控制制冷劑流量大小，保證蒸發(fā)器尾部有一定的過(guò)熱度，從而保證蒸發(fā)器容積的有效利用，避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)而造成液擊現(xiàn)象；同時(shí)又能將過(guò)熱度控制在一定范圍內(nèi)。膨脹閥的分類(lèi)： 1.熱力膨脹閥。2.電子膨脹閥。熱力膨脹閥內(nèi)平衡式熱力膨脹閥。外平衡式熱力膨脹閥。（1）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)組成：閥體、推桿、閥座、閥針、彈簧、調(diào)節(jié)桿、感溫包、連結(jié)管、感應(yīng)膜片等部件組成。 第5章 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試 第6章 散熱機(jī)構(gòu)6.1本節(jié)標(biāo)題散熱機(jī)構(gòu)是冷卻系統(tǒng)中不可缺失的部分，壓縮機(jī)通過(guò)制冷劑將冷卻區(qū)域的熱量傳遞到外界由散熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱量的散發(fā)。6.2冷卻系統(tǒng)冷卻能力計(jì)算與分析計(jì)算過(guò)程為：（1）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定冷卻系統(tǒng)的安裝效率及扭矩點(diǎn)的水套散熱量；（2）根據(jù)（1）的結(jié)果，預(yù)測(cè)安裝效率；（3）計(jì)算冷卻常數(shù)。安裝效率的確定：考慮到葉尖間隙對(duì)容積效率的影響、以及風(fēng)扇效率，一般冷卻系統(tǒng)的安裝效率在45%70%之間。（1）功率點(diǎn)實(shí)際匹配風(fēng)速散熱器全速全負(fù)荷時(shí)的散熱量為：Qw=200kW。轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)的結(jié)果：功率點(diǎn)冷卻常數(shù)T為100故，此時(shí)散熱器的標(biāo)準(zhǔn)散熱量為：=200x60/100=180kW對(duì)應(yīng)散熱器對(duì)應(yīng)風(fēng)速：Vr1=4.85m/s*插值計(jì)算局部數(shù)據(jù)如下：風(fēng)速（m/s)標(biāo)準(zhǔn)散熱量（kW）4.5575870.622724.6545580.138214.7515289.64764.8484898.150874.94545110.64803（2）理論匹配風(fēng)速功率點(diǎn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為3750rpm，匹配空氣流量：Qa=2.36612m3/s扭矩點(diǎn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為3000rpm，匹配空氣流量：Qa=1.85578m3/s散熱器正面積：Fr=0.19368m2通過(guò)散熱器的對(duì)應(yīng)風(fēng)速為功率點(diǎn)：扭矩點(diǎn)：（3）安裝效率：根據(jù)功率點(diǎn)的實(shí)際匹配風(fēng)速和理論匹配風(fēng)速，有：安裝效率與實(shí)際使用情況相符，也接近我們的預(yù)測(cè)。可以認(rèn)為，功率點(diǎn)與扭矩點(diǎn)的安裝效率是一樣的。6.3 冷卻能力審核（1）理論匹配風(fēng)速功率點(diǎn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為3750rpm，匹配空氣流量：Qa=2.11517m3/s。扭矩點(diǎn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為3000rpm，匹配空氣流量：Qa=1.69551m3/s。散熱器正面積：Fr=0.2385m2通過(guò)散熱器的對(duì)應(yīng)風(fēng)速為功率點(diǎn)：扭矩點(diǎn)：（2）實(shí)際匹配風(fēng)速：安裝效率：=55%則實(shí)際匹配風(fēng)速：功率點(diǎn)： Vr1=Vr. .=8.8686x55%=4.8773m/s扭矩點(diǎn)： Vr1=Vr .=7.1091x55%=3.9101m/s（3）Delica散熱器的標(biāo)準(zhǔn)散熱量：根據(jù)附表1，得到散熱器功率點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)散熱量曲線如圖3：圖3功率點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)散熱量為Qn=33.6kW。*插值計(jì)算局部數(shù)據(jù)如下：風(fēng)速（m/s）散熱量（kW）4.7673532.948884.9632733.897145.1591834.829915.355135.74719（4）冷卻常數(shù)計(jì)算：功率點(diǎn)：扭矩點(diǎn)：總結(jié)與展望總結(jié)與展望一、總結(jié)氫氣是現(xiàn)代大型汽輪發(fā)電機(jī)普遍采用的電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的冷卻介質(zhì)，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)大型氫冷發(fā)電機(jī)組的氫氣適度較高，成為影響發(fā)電機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要因素。為解決這一難題有關(guān)部門(mén)進(jìn)行了大量的研發(fā)工作，并且取得了一定的成效，但是仍然存在一定的缺陷。要設(shè)計(jì)一臺(tái)比較合理的氫氣冷卻機(jī)需要解決好一下的問(wèn)題1)氫氣出口溫度要降低到0度一下，這樣才能夠滿(mǎn)足大型設(shè)備的使用要求，而在融霜時(shí)的含濕量又不會(huì)過(guò)高。2）氫氣與制冷劑介質(zhì)要相互隔離，各自走各自的路徑，不可互相滲透但是又有良好的熱傳性。二、今后研究方向氫氣從進(jìn)入干燥器開(kāi)始，所含水分隨氫氣溫度降低不斷析出，析出水分沿管壁下流，由氫氣中所含水蒸氣的飽和適度與比容的關(guān)系可知，溫度越低所析出的水分越少，因此長(zhǎng)期運(yùn)行之后，在管壁溫度為0度附近形成冰層最厚，一直至截面被冰堵塞氫氣不能夠流動(dòng)產(chǎn)生了冰堵。由于冰堵使得氫氣管路堵塞，造成生產(chǎn)過(guò)程受阻甚至造成安全隱患。最理想的解決辦法是根據(jù)氫氣的流量進(jìn)行自動(dòng)控制防止冰堵的產(chǎn)生。但是這種方法存在兩個(gè)問(wèn)題1. 根據(jù)流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制使得氫氣與電游相互接觸的可能，而這種情況是絕對(duì)不允許的 。2. 由于設(shè)備的工作環(huán)境存在強(qiáng)烈的電磁干擾，容易造成自動(dòng)系統(tǒng)失靈。鑒于以上原因最好將電控系統(tǒng)完全的換乘機(jī)械式控制，而復(fù)雜的控制恰恰是機(jī)械設(shè)計(jì)的難題所在。這個(gè)方向?qū)⑹且粋€(gè)較為前沿的研究課題。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 何玉林，沈榮輝，賀元成機(jī)械制圖重慶：重慶大雪出版社，2000：1-372 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè):單行本,機(jī)械傳動(dòng).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：12-43 周明衡.減速器選用手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：23-454 鄭志峰.鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992：134-2045 羅善明.帶傳動(dòng)理論與新型帶傳動(dòng).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006：46-576 張德泉,陳思夫.機(jī)械制造裝備及其設(shè)計(jì).天津：天津大學(xué)出版社，2003：240-24 7 吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：288-317，575-6418 席偉光,楊光,李波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，20039 李清新，電工技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社200010 劉繼承，電子技術(shù)基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，199811 N.Acherkan.Machine tool design.vol1&2.Mir publishers.198212 Maris,etal.Analysis of plunge griding operations Annals of CIRP VOL.1979.13 . Bhattacharyyask,Grindabibity study of CBN wheels proc of 19th MTDR CONF.1778.附 錄致 謝本論文是在xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在我即將完成學(xué)習(xí)之際，衷心感謝x老師給我的關(guān)心和幫助。X老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度讓我們受益非淺。從x老師處我們學(xué)到了許多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。在此，謹(jǐn)向恩師表示最真誠(chéng)的感謝。此外，還要感謝所有給過(guò)我?guī)椭耐瑢W(xué)，他們也為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了不少的意見(jiàn)和建議，在此僅表示誠(chéng)摯的謝意。感謝答辯委員會(huì)的各位專(zhuān)家和老師，感謝你們?cè)诎倜χ谐槌鰧氋F時(shí)間了批閱論文、出席答辯并不吝提出寶貴的指導(dǎo)性建議。更要感謝我最敬愛(ài)的父母、親人和摯友，我的每一步成長(zhǎng)都凝聚著你們的辛苦、汗水和希望。在我最困難的時(shí)候，你們陪我一起度過(guò)！