主要由噴嘴、混合室、擴散管、保溫層及外包等組成。
熱泵的理論計算主要包括噴射係數和熱泵結構尺寸計算兩部分。
1:噴射係數μ
噴射係數為吸入蒸汽G1與工作蒸汽量G0的比值,用μ表示,即
μ=G1/G0
含義為用1kg高壓蒸汽能抽取多少kg的二次蒸汽進行再壓縮。那麼μ值越大說明越節能。
噴射係數過小則蒸汽耗量會加大,可能導致蒸發係統熱不平衡,噴射係數過大則蒸汽耗量變小,可能導致生產能力不足也就是會導致蒸發量下降。
噴射係數的計算可以查下表進行插值計算。
壓縮比σ=P4/P1,膨脹係數β=P0/P1
2:結構尺寸
(1) 噴嘴喉部直徑d0
對於飽和蒸汽可以用下式計算:
式中:
d0:噴嘴喉部直徑,mm
G0:工作蒸汽量,kg/h
P0:工作蒸汽壓力,Mpa
V0:工作蒸汽再壓力P0下的比體積,m3/kg
(2) 噴嘴出口直徑d1
對於飽和蒸汽:
當β≤500時:
當β>500時:
對於過熱蒸汽:
當β≤100時:
當β>100時:
(3) 擴散管喉部直徑d3
式中:
d3:擴散管喉部直徑,mm
G1:被抽混合物中空氣量,Kg/h
G2:被抽混合物中水蒸汽量,Kg/h
G2:從泵外漏入的空氣量,Kg/h
G4:混合式冷凝器冷卻水析出的空氣量,Kg/h
校核大反壓力:
需使Pfm=P4,如果Pfm<P4,則可適當增大d0
(4) 其它尺寸
按下表計算或選取:
A值的計算
a. 自由噴射流長度Ic
當噴射係數μ>0.5時:
Ic=(0.37+μ)d1/(4.4α)
式中:
Ic:噴射流長度,mm
α:實踐常數,在0.01~0.09之間選取,μ值較大時取較大值。
當噴射係數μ≤0.5時:
Ic=(0.083+0.76μ-0.29)d1/(2α)
b. 在Ic處擴散管直徑Dc
Dc=d3+0.1(L4-Ic)
c. 自由噴射流在距離噴嘴出口截麵積Ic處dc的值:
當噴射係數μ>0.5時:
dc=1.55d1(1+μ)
如果Dc>dc,則A=0
當噴射係數μ≤0.5時:
噴嘴出口與擴散管入口在同一斷麵上。如果Dc<dc,則A=0,噴嘴離開擴散管距離為A,則
Dc=d3+0.1[L4-(Ic-A)]=dc
由上式可得A的值。一般情況下A值在0~36範圍內變化。
1200型雙效降膜蒸發器,蒸汽都為飽和蒸汽。
蒸汽狀態參數如下表:
1. 噴射係數計算
壓縮比σ=P4/P1
P4=0.07149Mpa,P1=0.03463則
σ=P4/P1=0.07149/0.03463=2.06
膨脹係數β=P0/P1
P0=0.6302Mpa,P1=0.03463則
β=P0/P1=0.6302/0.03463=18.2
由壓縮比與膨脹係數查表進行差值計算得到噴射係數為
μ=0.78
2. 熱泵結構尺寸
由熱平衡公式
G0+μG0=D
G0=D/(1+μ)
G0為飽和生蒸汽的耗量,kg/h
D為一效蒸發器所需得加熱蒸汽總量,這裏為850Kg/h
則可以計算得G0=477.53kg/h
喉部直徑d0:
得到d0=13.93mm
噴嘴出口直徑d1:
當β≤500時:
得到d1=27.17mm
擴散管喉部直徑d3:
假定G1=1Kg/h
G2=D-G0=850-477.53=372.47kg/h
G3=1kg/h
G4=0kg/h
得到d3=55.21mm
校核Pfm=0.0714Mpa約等於P4=0.07149Mpa
其它尺寸按尺寸計算選用表來計算或選取。
自由噴射流長度Ic
Ic=90.53mm
在Ic處擴散管直徑:
Dc=73.96mm
自由噴射流在距離噴嘴出口截麵積Ic距離處dc得值
dc=76.45
Dc<dc所以A>0
Dc= d3+0.1[L4-(Ic-A)]
令Dc=dc得到
A=24.93mm
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