三人行礦業(yè)學院-井巷特殊施工(第二章 凍結(jié)法(節(jié)1-2))課件

1、第2章 凍結(jié)法1 概述2 蒸汽壓縮制冷3 凍結(jié)法施工4 凍結(jié)方案5 凍土物理力學性質(zhì)6 凍結(jié)溫度場7 凍結(jié)壁計算8 凍結(jié)井壁9 凍結(jié)法設(shè)計計算第2章 凍結(jié)法1 概述1.1 凍結(jié)法的實質(zhì)與特點1.2 凍結(jié)法的起源與發(fā)展1.3 凍結(jié)法鑿井原理第2章 凍結(jié)法1 概述1.1 凍結(jié)法的實質(zhì)與特點凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)，使地層中的水結(jié)冰，把天然巖土變成凍土，增加其強度和穩(wěn)定性，隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系，以便在凍結(jié)壁的保護下進行井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技術(shù)。凍結(jié)法的實質(zhì)：利用人工制冷臨時改變巖土性質(zhì)以固結(jié)地層。第2章 凍結(jié)法1 概述1.1 凍結(jié)法的實質(zhì)與特點凍結(jié)法的特點：能有效隔絕地下水；適用性

2、強，幾乎不受地層條件限制；靈活性好；污染性小；經(jīng)濟合理；第2章 凍結(jié)法1 概述1.3 凍結(jié)法鑿井原理立井凍結(jié)鑿井是利用傳統(tǒng)的氨循環(huán)制冷技術(shù)來完成的。它是在井筒開挖之前，用人工制冷的方法，將井筒周圍含水地層凍結(jié)成一個封閉的不透水的帷幕-凍結(jié)壁，用以抵抗地壓，水壓，隔絕地下水與井筒之間的聯(lián)系。而后，在其保護下進行挖砌施工。三大循環(huán)系統(tǒng)：鹽水循環(huán)、氨循環(huán)和冷卻水循環(huán)。制冷三大循環(huán)構(gòu)成熱泵，其功能是將地層中的熱量排到大氣中去。第2章 凍結(jié)法1 概述1.3 凍結(jié)法鑿井原理第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.1 焓、熵及壓焓圖1、焓(h)定義：單位質(zhì)量工質(zhì)內(nèi)的能量，又稱作比焓。單位kJ/kg。下面以活塞對單

3、位工質(zhì)做功為例，進一步說明焓的物理意義。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.1 焓、熵及壓焓圖1、焓(h)假定活塞處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，即進出口參數(shù)保持不變，則單位時間內(nèi)加入體系的能量應(yīng)等于輸出的能量。流量為G=1kg/s時，加入和輸出的能量：l0活塞單位壓縮理論功，kJ/kg；g重力加速度，g=9.8m/s2；q汽缸之比熱損耗，kJ/kg；u1，u2工質(zhì)進出口的比內(nèi)能，kJ/kg；c1，c2 工質(zhì)進出口的速度，m/s；v1，v2工質(zhì)進出口的比容，m3/kg；p1，p2工質(zhì)進出口的壓力，Pa；z1,，z2 工質(zhì)進出口的標高，m。 第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.1 焓、熵及壓焓圖1、焓(h)由能量

4、守恒定律可得：汽缸的比熱損耗：令：另：則：若汽缸無損耗，則：穩(wěn)定流方程比焓=比內(nèi)能+比壓能第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.1 焓、熵及壓焓圖1、焓(h)若系統(tǒng)中無壓縮機對工質(zhì)做功，即l0=0，則：換熱器(冷凝器、蒸發(fā)器)計算再若系統(tǒng)中無熱量損耗，即q=0，則：節(jié)流器計算第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.1 焓、熵及壓焓圖2、熵(S)熵是熱工學中一個重要參數(shù)，通常所說的熵即指比熵，以符號“S”表示。Vp12ABTdq微熵kJ/(kg.K)吸熱kJ/kg溫度K狀態(tài)1至2的熵差為：熵差kJ/(kg.K)定容平均比熱kJ/(kg.K)氣態(tài)常數(shù)比容m3/kg第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.1 焓、熵

5、及壓焓圖2、熵(S)熵無簡單物理意義，它只是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。熵值增加是吸熱過程，反之為放熱過程，絕熱過程為等熵，熵表示工質(zhì)與外界熱交換的方向性。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷1、一級壓縮制冷原理一級壓縮制冷由三大循環(huán)構(gòu)成：氨循環(huán)、鹽水循環(huán)和冷卻水循環(huán)。氨循環(huán)壓縮機：將飽和蒸汽氨(1)等熵壓縮為高溫高壓的過熱蒸汽氨(2)；冷凝器：將過熱蒸汽氨(2)等壓冷卻為高壓常溫液態(tài)氨(3)；節(jié)流閥：將高壓常溫液態(tài)氨等焓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)氨(4)；蒸發(fā)器：將低壓液態(tài)氨(4)等壓蒸發(fā)為飽和蒸汽氨(1)。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷1、一級壓縮制冷原理一級壓縮制冷由三大循環(huán)構(gòu)

6、成：氨循環(huán)、鹽水循環(huán)和冷卻水循環(huán)。氨循環(huán)在制冷過程中起主導作用。為了使地熱傳遞給冷卻水再釋放給大氣，必須將蒸發(fā)器中之飽和蒸汽氨壓縮成為高壓高溫的過熱蒸汽，使與冷卻水產(chǎn)生溫差，在冷凝器中將熱量傳遞給冷卻水，同時過熱蒸汽氨冷凝成液態(tài)氨，實現(xiàn)氣態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變。液態(tài)氨經(jīng)節(jié)流閥將壓流入蒸發(fā)器中蒸發(fā)，再吸收其周圍鹽水中之熱量(地熱)變?yōu)轱柡驼羝薄５?章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷1、一級壓縮制冷原理氨循環(huán)4-1，等壓蒸發(fā)：單位理論制冷量q0=h1-h41-2，等熵壓縮：單位理論壓縮功l0=h2-h12-3，等壓冷凝：單位冷凝熱量qk=h2-h3=q0+l0系統(tǒng)制冷效率：0=q0/l0=(

7、h1-h4)/(h2-h1)表示單位壓縮理論功所能制取的冷量，稱為制冷系數(shù)。以上四項稱為一級壓縮制冷系統(tǒng)的四個熱參數(shù)。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷1、一級壓縮制冷原理鹽水循環(huán)該循環(huán)系統(tǒng)由鹽水箱、鹽水泵、去路鹽水干管、配液圈、凍結(jié)器、集液圈和回路鹽水干管組成。凍結(jié)器是低溫鹽水與地層進行熱交換的換熱器，鹽水流速越快，換熱強度就越大。凍結(jié)器由凍結(jié)管、供液管和回液管組成。根據(jù)工程需要可采用正、反兩種鹽水循環(huán)系統(tǒng)，正常情況下用正循環(huán)供液。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷1、一級壓縮制冷原理冷卻水循環(huán)冷卻水把氨蒸汽中的熱量釋放給大氣。冷卻水溫度越低，制冷系數(shù)就越高，

8、冷卻水溫一般較氨的冷凝溫度低510。冷卻水由水泵驅(qū)動，通過冷凝器進行熱交換，然后流入冷卻塔再入冷卻水池，冷卻后的循環(huán)水應(yīng)隨時由地下水補充。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷2、實際制冷能力計算三大循環(huán)與實際循環(huán)過程有一定差異。在氨循環(huán)中，壓縮并非等熵過程。冷凝和蒸發(fā)過程與環(huán)境之間有溫差，非等壓且是不可逆過程。節(jié)流過程也并非可逆過程。同時，由于汽缸余隙，制冷工質(zhì)存在著流量和壓頭損失。因此，實際壓縮功大于理論功，實際輸氣量小于汽缸理論容積。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷2、實際制冷能力計算輸氣系數(shù)由于汽缸存在余隙，實際輸氣量小于汽缸理論輸氣量，其實際輸氣量； V

9、=Vh 式中 V實際輸氣量，m3/s； 汽缸系數(shù)，為小于1的數(shù)；Vh汽缸理論輸氣量（即理論容積）m3/s； Vh=nZSD2/(460)n曲軸轉(zhuǎn)速，r/min；Z汽缸數(shù)量；D汽缸直徑，m；S活塞行程，m。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷2、實際制冷能力計算輸氣系數(shù)輸氣系數(shù)通常按N.N列菲公式計算： =1-c(pk/p0-1)T0/Tk式中 c汽缸的余隙系數(shù)，即余隙體積與理論容積之比，臥式c=1.53； 立式c=1；pk，p0 分別為冷凝和蒸發(fā)壓力，Mpa；Tk ，T0分別為冷凝及蒸發(fā)溫度，K。實際輸氣流量G=V/1式中 G系統(tǒng)實際質(zhì)量流量，kg/s；V實際輸氣量， m3； 1

10、汽缸入口處工質(zhì)比容，m3/ kg。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷2、實際制冷能力計算實際壓縮功L0=Gl0式中 L0實際壓縮功，kw；G系統(tǒng)實際工質(zhì)流量， kg/s；l0單位壓縮理論功，kJ/kg。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷2、實際制冷能力計算實際冷凝熱量Qk=Gqk式中 Qk 實際冷凝熱量（冷凝器熱負荷），kw；qk單位冷凝熱量，kJ/kg。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷2、實際制冷能力計算電機總功率電動機總功率： N=K(Ni+Nf)/p式中 N電動機總功率，kw ； p電動機傳動系數(shù)，皮帶傳動時,p=0.97； K安全系數(shù)，

11、K=1.21.3。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷3、制冷循環(huán)中的過冷與過熱現(xiàn)象過冷現(xiàn)象在制冷系統(tǒng)中，應(yīng)盡可能提高制冷效率，即提高制冷系數(shù)。顯然，這與節(jié)流前工質(zhì)的溫度有關(guān)。如圖，如果飽和液態(tài)氨由4點再度冷卻到4點，由于過冷，可以減少節(jié)流后的飽和蒸汽量，即增加了蒸發(fā)器中的液氨量，從而提高了制冷系數(shù)。過冷后的制冷系數(shù)為：=(q0+q)/l0=0+0式中 q0未過冷時的單位理論制冷量，kJ/kg； l0單位壓縮理論功，kJ/kg； q過冷后，單位理論制冷的增量，q=h4-h4 0過冷后，制冷系數(shù)增量。 通常的做法是利用深井水源，冬季施工，或在貯氨器后面節(jié)流閥前面加逆流式過冷器，來提

12、高制冷效率。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.2 一級壓縮制冷3、制冷循環(huán)中的過冷與過熱現(xiàn)象過熱現(xiàn)象在制冷系統(tǒng)中，應(yīng)盡量避免不必要的冷量損失。由于壓縮機吸氣管路絕熱不好或環(huán)境空氣溫度過高，使得壓縮機吸氣溫度增高。比容下降，使得單位容積理論制冷量下降，從而使得制冷系數(shù)下降。因此，過熱現(xiàn)象對于制冷系數(shù)是有害的，應(yīng)設(shè)法避免。解決過熱的方法是給壓縮機吸氣管加一個冷凝器回熱器。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.3 二級壓縮制冷1、問題的提出隨著凍結(jié)深度的增加，要求更低的鹽水溫度。通常，一級壓縮若使用氨作為制冷工質(zhì)時，經(jīng)濟蒸發(fā)溫度只能達到-25左右，如果要求更低的蒸發(fā)溫度，一級壓縮制冷便無能為力了。一級壓

13、縮制冷壓縮機受力部件強度受壓力差的限制。一般規(guī)定，以氨或氟利昂F22為制冷工質(zhì)時，壓縮機的壓力差pk-p01.37MPa；壓縮比pk/p08，否則排氣溫度過高，有可能引起潤滑油碳化，使壓縮機無法正常運行?；谏鲜鲈颍仨毑捎枚墘嚎s制冷。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.3 二級壓縮制冷2、二級壓縮制冷原理二級壓縮制冷原理和空壓機的二級壓縮原理一樣，它是在低壓機和高壓機之間增加了一個中間冷卻器，用以保證壓縮機有一個正常運行工況，保證壓差和壓縮比不超過允許值。中間冷卻器的功能：冷卻低壓機排出的過熱蒸汽氨，使之變成具有中間壓力(即中間溫度)的飽和蒸汽氨以利于高壓機吸收。使本來采用一級壓縮制冷大于

14、8 的壓縮比，分為兩個小于8的一級壓縮。過冷液態(tài)氨的作用，提高制冷效率。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.3 二級壓縮制冷2、二級壓縮制冷原理飽和蒸汽狀態(tài)l經(jīng)低壓機壓縮(等熵)變?yōu)檫^熱蒸汽狀態(tài)2，經(jīng)中間冷卻器冷卻(等壓)變?yōu)轱柡驼羝麪顟B(tài)3，再經(jīng)高壓機壓縮(等熵)變?yōu)檫^熱蒸汽狀態(tài)4，進入冷凝器(等壓)冷卻，使之經(jīng)飽和蒸汽狀態(tài)5到飽和液體狀態(tài)6。此時，分兩路；一路經(jīng)節(jié)流閥(等焓)減壓變?yōu)闈裾羝麪顟B(tài)8流入中間冷卻器和低壓機排出的過熱蒸汽氨(2點)進行熱交換(等壓)變?yōu)闋顟B(tài)3；而另一路則進入中間冷卻器底部的蛇形管過冷(等壓)變?yōu)檫^冷液體狀態(tài)7再經(jīng)節(jié)流閥到蒸發(fā)器。處于濕蒸汽狀態(tài)10進入蒸發(fā)器后變?yōu)轱柡驼?/p>

15、汽1。完成二級壓縮制冷循環(huán)。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.3 二級壓縮制冷3、熱參數(shù)計算單位理論制冷量?單位冷凝量?單位壓縮理論功?制冷系數(shù)?4、中間壓力確定(自學)第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.4 制冷工質(zhì)和冷媒劑1、制冷工質(zhì)制冷工質(zhì)又稱制冷劑，是在制冷機系統(tǒng)中循環(huán)變化的物質(zhì)。對制冷工質(zhì)的要求制冷工質(zhì)應(yīng)具有臨界溫度較高，在常溫和普通條件下不液化；再制冷機工作溫度范圍內(nèi)有適宜的飽和蒸發(fā)壓力，最好近于或略高于標準大氣壓力。同時，要求冷凝壓力也不宜過高，一般要壓差（pk-p0）和壓比（pk/p0）不要過大，否則影響制冷效果。制冷工質(zhì)應(yīng)有較大的容積制冷量以減少制冷工質(zhì)用量并縮小機器尺寸；制冷

16、工質(zhì)應(yīng)有較小的粘度，較大的導熱系數(shù)和比熱；能于水化合，能溶于潤滑油，保證機器有良好的潤滑性能；有較好的化學穩(wěn)定性，在高溫下不燃燒，不爆炸，無毒，對人體無刺激性，不危害健康不腐蝕金屬，價格低廉，易于購買和貯運。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.4 制冷工質(zhì)和冷媒劑1、制冷工質(zhì)氨優(yōu)點：有良好的熱力性能。標準蒸發(fā)溫度ts=-33.4常溫下冷凝壓力pk1.47MPa，通常在1.2 MPa左右，最底蒸發(fā)溫度可達-70。單位容積制冷量較大，容易獲得，價格低廉適于大中型制冷機使用。缺點：氨蒸氣無色，有強烈的刺激臭味，對人體有較大毒性。液氨飛濺到皮膚上可引起凍傷?？諝庵腥莘e濃度達0.50.6時，人在其中停留半

17、小時就會中毒。當濃度達 1114時，即可燃燒（黃火焰），當濃度達1625時，可引起爆炸。因此，冷凍站內(nèi)空氣中氨的濃度不能超過0.02mg/L。有時，氨也會在制冷設(shè)備中爆炸，這主要是由系統(tǒng)中自由狀態(tài)氫引起的。因此，必須及時排出系統(tǒng)中的空氣和其它非凝性氣體。氨可按任何比例溶解水中，每升水中可溶1300L氨，同時放出大量熱量。所以，氨中有水時可使蒸發(fā)溫度少許提高，并對金屬有腐蝕作用，但磷銅例外，一般規(guī)定氨中含水不得超過0.2。 氨在潤滑油中溶解度甚小，系統(tǒng)中往往發(fā)生油的聚集并形成油膜，影響散熱效果。潤滑油比重大 ，油往往積存在容器下部，應(yīng)定時放出。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.4 制冷工質(zhì)和冷媒

18、劑1、制冷工質(zhì)氟里昂飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物的總稱。目前使用的主要是甲烷和乙烷的衍生物。優(yōu)點：無毒，無味，無燃燒與爆炸危險，對金屬腐蝕很小，熱化學穩(wěn)定性較好，絕熱指數(shù)小，壓縮機排氣溫度低，分子量大，適用于離心式壓縮機。蒸發(fā)溫度低（-40-80之間）缺點：價格昂貴,易漏且不宜發(fā)現(xiàn). 氟里昂R12與水或氧混合與明火接觸可分解出光氣（COCl2）。其性能是放熱系數(shù)低，單位容積制冷量小，比重大，流動性差。適用于中小型制冷機，低溫裝置及其他特殊要求的制冷裝置。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.4 制冷工質(zhì)和冷媒劑2、冷媒劑冷媒劑又稱載冷劑，在制冷技術(shù)中是傳遞冷效應(yīng)的物質(zhì)。鹽水、乙醇、空氣、氨和各

19、種鹵化物均可作為冷媒劑。應(yīng)選用冰點低、熱容量大、不腐蝕設(shè)備、價格低廉、來源容易的物質(zhì)作為冷媒劑。凍結(jié)法施工時多選用CaCl2溶液作為冷媒劑。當選用氯化鈣溶液作冷媒劑時，應(yīng)使其凝固溫度較制冷工質(zhì)的蒸發(fā)溫度低68，否則氯化鈣溶液易出現(xiàn)冰析現(xiàn)象。濃度太大時，因低溫析鹽將會堵塞管路。通常蒸發(fā)溫度 t0=-2535時，鹽水溶液密度=1.2501.270g/cm3，凝固溫度在-34.6-42.6左右。溶液濃度除用密度表示外，還可以用波美度表示，符號“oBe”表示濃度單位。波美度的定義為：oBe=145(-1)/ 第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.4 制冷工質(zhì)和冷媒劑2、冷媒劑為進一步降低鹽水溶液的凝固點，

20、可用85的CaCl2，10的MgCl2和5的甲醇混合溶液，配制出凝固溫度以下的冷媒劑。為了減輕對金屬的腐蝕作用，可在溶液中加入防腐劑。例如：加入重鉻酸鈉和氫氧化鈉，使溶液呈堿性(PH=8.5)。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備1、壓縮機活塞式壓縮機活塞式壓縮機，按標準制冷能力可分為如下三類：小型機：60kw中型機：60600kw大型機：600kw按汽缸中心線的位置分類有臥式，立式，V型，W型和S型（扇型）壓縮機。壓縮機的名稱包括以下四個內(nèi)容：汽缸數(shù)，工質(zhì)種類，汽缸排列型式，汽缸直徑。例如：8AS-12.5壓縮機有8個汽缸，A表示用氨作制冷工質(zhì)，汽缸排列為S型（扇型），汽缸直徑12

21、.5cm。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備1、壓縮機螺桿式壓縮機螺桿式壓縮機是回轉(zhuǎn)式壓縮機的一種，它只有旋轉(zhuǎn)運動部件，動平衡性能好，幾乎無振動，氣閥，可高速旋轉(zhuǎn)。因此，它具有體積小重量輕的優(yōu)點，適合作為移動式制冷設(shè)備。螺桿式壓縮機最早用于壓縮空氣，由于它具有很多優(yōu)點，因而逐漸用于制冷壓縮機。由于螺桿壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)較高，輸氣近于連續(xù)，沒有脈動，又無余隙，輸氣系數(shù)較活塞式壓縮機高，尤其在壓縮比高時，優(yōu)點更為顯著。一般其輸氣系數(shù)為0.750.90。輸氣螺桿壓縮機采用噴油冷卻，制冷工質(zhì)接近等溫壓縮，即便在高壓比時，一級壓縮（蒸發(fā)溫度可達-40）排氣溫度也不會超過90。由于螺桿壓縮機采用噴油冷

22、卻，有耗油量大，輸油系統(tǒng)復(fù)雜，不適合變壓比下工作，噪聲大等缺點。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備1、壓縮機壓縮機選型根據(jù)實際制冷量的要求，確定低壓縮機的臺數(shù)： N1=Vh/vh式中 N1低壓縮機臺數(shù)，臺；vh 一臺低壓縮機的理論容積，m3/s，查技術(shù)特征表；Vh凍結(jié)一個井筒時，要求的壓縮機理論容積，m3/s。按下式計算。 Vh=(Q0v1)/(q0)式中 v1壓縮機入口的比容，m3/kg；輸氣系數(shù)，可按N.N列菲公式計算；q0單位理論制冷量，kJ/kg。高壓機臺數(shù)可按高低壓機的理論容積比求出，最后再驗算電動機功率。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備1、壓縮機壓縮機選型

23、冷凍站實際制冷能力 Q0=KdnHq式中Q0凍結(jié)一個井筒時的實際制冷能力，kW;K管路冷凍損失系數(shù)，一般K=1.11.25;d凍結(jié)管直徑，m;H凍結(jié)深度，m;n凍結(jié)管數(shù)目；q凍結(jié)管的吸熱率，一般q=0.260.29kW/m2第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備1、壓縮機壓縮機選型在實際施工中，常用主，副井順序凍結(jié)方案，即先凍主井再凍副井，因此，凍結(jié)站實際制冷能力應(yīng)考慮到副井積極凍結(jié)時，再加上主井消極凍結(jié)時的實際制冷量，即 Q0= Q0f+(0.250.50) Q0z式中 Q0冷凍站實際制冷量，kW；Q0f副井積極凍結(jié)所需制冷量，kW；Q0z主井積極凍結(jié)所需制冷量，kW；式中0.250

24、.50為消極凍結(jié)時冷量減少系數(shù)。 第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備2、冷凝器和蒸發(fā)器換熱器熱負荷計算在換熱器中，傳熱器的大小與換熱器的換熱面積及對數(shù)平均溫度成正比，即 Q=KFt 或Q=F/q式中 Q傳熱量，kW； F換熱面積，m2； K傳熱系數(shù)，kW/( m2.)，一般情況下可視為常數(shù)； q換熱器表面的熱流密度，q=1/(K.t)。kW/ m2一般情況下：立式冷凝器q=3.54.1kW/ m2；立式蒸發(fā)器q=2.332.92kW/ m2； t換熱器內(nèi)外對數(shù)平均溫度差，一般可視為常數(shù)。其定義為： t=(tmax-tmin)/(tmax/tmin) 式中 tmax最大溫差（兩流體進

25、口或出口處較大的溫差）； tmin最小溫差（兩流體進口或出口較小的溫差）。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備2、冷凝器和蒸發(fā)器冷凝器冷凝器有立式，淋水式，臥式及組合式幾種。在凍結(jié)法施工中，幾乎全使用立式冷凝器。它是一個直徑12m的管殼，內(nèi)裝有許多冷卻水管，冷卻水從管殼上端經(jīng)冷卻水管下流，使過熱蒸氣氨液化。立式冷凝器占地面積小，冷卻效率高，不易堵塞，消除水垢時不必停止工作。當存在用水量大，漏氨不易被察覺等缺點。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備2、冷凝器和蒸發(fā)器蒸發(fā)器液氨在其中蒸發(fā)（沸騰）變?yōu)轱柡驼魵?，吸收其周圍鹽水中的熱量，產(chǎn)生低溫鹽水。蒸發(fā)器置于鹽水箱中，是制冷系統(tǒng)輸

26、出冷量的設(shè)備。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備3、節(jié)流閥節(jié)流閥的功用是使高壓液氨減壓到蒸發(fā)壓力，給液氨創(chuàng)造蒸發(fā)條件。因而節(jié)流閥又叫減壓閥。要求節(jié)流閥耐壓，密封程度好，閥體外面應(yīng)絕熱。閥前應(yīng)安關(guān)閉閥，節(jié)流閥和關(guān)閉閥之間應(yīng)安充氨管及閥門。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備4、中間冷卻器中間冷卻器的功用有三：冷卻來自低壓機的過熱蒸汽氨；過冷來自冷卻器的飽和液體氨；并對液氨和油脂起分離作用。作為冷卻用的飽和液體氨經(jīng)中間調(diào)節(jié)閥進入容器。中間冷卻器下部設(shè)有蛇形管，從貯氨器來的液氨經(jīng)蛇形盤管過冷再經(jīng)節(jié)流閥進入蒸發(fā)器汽化，過冷的液氨比中間容器中之液氨溫度大約高5。中間冷卻器中的液面應(yīng)

27、高于蛇形盤管頂面150一200毫米。液面過高，易吸入高壓機，液面過低會影響冷卻效果，因此，液面高低由浮球閥自動控制。為了防止浮球閥失靈，容器外面還裝有遠距離液面指示器。中間容器中之集油要定期釋放。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備5、油氨分離器油氨分離器的功用是使過熱蒸汽中的潤滑油粒分離出去，以防油粒進入冷凝器，在冷凝器內(nèi)壁上形成油膜影響熱交換效果。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制冷2.5 制冷設(shè)備6、貯氨器貯氨器的作用是貯存液氨，用于調(diào)節(jié)，補充系統(tǒng)中氨的用量。貯氨器內(nèi)的壓力與冷凝器壓力相同，因此，在安裝貯氨器時，應(yīng)使貯氛器入口標高低于冷凝器液氨出口標高液氨依自重流入貯氨器。第2章 凍結(jié)法2 蒸汽壓縮制