凍干機冷阱盤管表面結霜特性的研究.pdf

1、真空冷凍干燥機中的冷阱主要是用來捕集從干燥室內升華出來的水蒸氣，水蒸氣流經冷阱后直接凝華成霜而被抽除，因此也稱其為水汽凝結器。凍干機冷阱工作在低溫低壓的環(huán)境下，目前針對此種環(huán)境下的水蒸氣的汽-固相變理論相當缺乏。其中凍干機冷阱室內冷阱盤管的霜層的導熱系數和密度在結霜過程中均為變量，是研究凍干機冷阱結霜特性中的一個關鍵問題。本文中將霜層看作多孔介質，利用導熱基本理論中的導熱方程和傳質方程，建立冷阱結霜模型，并經過實驗驗證，得出凍干機冷阱盤

2、管表面霜層的導熱系數，有利于凍干機冷阱的優(yōu)化設計，具有一定的實用價值。本文的主要研究分為： (1) 本文基于凍干機冷阱工作壓力不超過10Pa，冷阱工作的環(huán)境為稀薄氣體環(huán)境，對處于稀薄氣體環(huán)境中的冷阱對流換熱進行了分析，得出隨著真空度的增加，Nu基本上在急劇的下降，對流現象直至可以忽略。在此基礎上，采用多孔介質理論，在傳熱傳質基本方程的基礎上建立了冷阱結霜模型，并對該數學模型進行求解。 (2) 本文對凍干機冷阱中的結霜特性

3、進行了實驗研究。實驗中采用動壓測量法測量移動的升華界面溫度，通過數據回歸分析，求得凍干物料的升華速率。假設干燥室內升華出來的水蒸氣全部在冷阱盤管表面凝華結霜，將干燥室內升華的水蒸氣與冷阱盤管表面凝華結霜相結合，采用能量守恒，并通過對霜層溫度分布的研究，求解霜層的導熱系數。實驗研究表明，冷阱室內的壓力在十幾Pa左右時，霜層的導熱系數在0.15W/m·K～0.35W/m·K范圍內波動，其值約為常壓下霜層導熱系數的1/4～1/2。 (