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真空冷凍干燥機(jī)的真空系統(tǒng)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)計(jì)算

點(diǎn)擊次數(shù):4215    更新時(shí)間:2017-10-26

真空冷凍干燥機(jī)的真空系統(tǒng)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)計(jì)算

        真空冷凍干燥機(jī)的真空系統(tǒng)的特性與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試和使用維護(hù)都有關(guān)系。真空冷凍干燥機(jī)的真空系統(tǒng)特性主要應(yīng)包括抽水蒸汽的能力, 凍干箱空載極限真空度和凍干箱出口處的有效抽速這3大指標(biāo)。

        下面研究如何通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)保證實(shí)現(xiàn)這些性能要求。

凍干室的極限真空度

 

        式中P0為真空泵的極限真空度(Pa),Q0為空載時(shí)長(zhǎng)期抽氣后凍干室的氣體負(fù)荷, 在Sp一定時(shí),Q0決定了凍干室的空載極限真空度Pj, 通常,Q0可用凍干室的漏氣率來(lái)計(jì)算, 凍干室的漏氣率可以測(cè)量得到, 在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取為1(Pa·m3/s);SP為凍干室抽氣口附近泵的有效抽速(m3/s)。

         凍干室的極限真空度受抽氣口位置設(shè)計(jì)和測(cè)量點(diǎn)位置設(shè)計(jì)的影響。在大型凍干機(jī)中如果凍干室較長(zhǎng), 抽氣口又設(shè)計(jì)在凍干室的一端, 凍干室內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)壓強(qiáng)梯度, 各點(diǎn)的壓強(qiáng)值可用下式計(jì)算。

          式中,PX為距抽氣口X 處的壓強(qiáng)(Pa) ; P1為距抽氣口zui近L1處的壓強(qiáng)(Pa),P1=qBL1/S; S 為X = 0處泵的有效抽速(m 3/s );q為凍干室壁的出氣速率(Pa·m 3/m 2·s);B為凍干室截面周長(zhǎng)(m ) ;U 是長(zhǎng)為L(zhǎng) 的凍干室流導(dǎo)(m 3/s)。

          凍干室的極限真空度還受測(cè)點(diǎn)溫度的影響,因?yàn)镻=nKT,如果凍干室內(nèi)氣體分子數(shù)n 一定, 設(shè)在高溫處測(cè)點(diǎn)測(cè)得的壓強(qiáng)高, 設(shè)在低溫處測(cè)得的壓強(qiáng)低, 這一點(diǎn)應(yīng)該引起設(shè)計(jì)者和用戶的注意。

         為提高凍干室的極限真空度, 縮小凍干室內(nèi)的壓強(qiáng)梯度, 凍干室的抽氣口不應(yīng)設(shè)在一端, 而應(yīng)設(shè)在中間或開(kāi)設(shè)多個(gè)抽氣口并聯(lián)。如果采用水蒸汽噴射泵抽氣, 又設(shè)計(jì)了貯氣罐,在正常工作時(shí)應(yīng)該用閥門(mén)將貯氣罐截?cái)? 否則會(huì)影響凍干室內(nèi)的真空度, 其影響程度可用公式計(jì)算。

 

          求出這兩個(gè)微分方程聯(lián)立解, 即可得到凍干室中壓強(qiáng)P1和貯氣罐中壓強(qiáng)P2。式中V1為凍干室容積,V2為貯氣罐容積, 凍干室與貯氣罐之間的流導(dǎo)為U , 在貯氣罐抽氣口處泵的抽速為S, 上兩式中忽略了兩個(gè)容器的漏氣和放氣。

凍干室抽氣口附近的有效抽速

         式中 SP為有效抽速(m 3/s ) , S為抽氣機(jī)組的有效抽速, U為真空室出口與機(jī)組入口間管道的流導(dǎo)(m 3/s)。一般, 高真空管道, 泵的抽速損失不應(yīng)大于40%~60% , 低真空管道,其損失允許5%~10%。

         有捕水器的真空系統(tǒng)計(jì)算有效抽速比較復(fù)雜。在捕水器沒(méi)有工作之前, 應(yīng)該將捕水器當(dāng)成管道對(duì)待, 計(jì)算其通導(dǎo)能力; 在捕水器正常工作之后, 應(yīng)該將捕水器當(dāng)成氣體捕集式真空泵對(duì)待, 計(jì)算其有效抽速。捕水器的通導(dǎo)能力與結(jié)構(gòu)有關(guān), 而且是時(shí)間的函數(shù)。在捕水器正常工作后, 隨著抽氣時(shí)間增長(zhǎng), 霜層厚度增加, 其通導(dǎo)能力減小。捕水器的有效抽速是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題, 它除與冷凝面積有關(guān)外, 還與前級(jí)泵抽速S、凝結(jié)系數(shù)A有關(guān)。A又與冷凝面溫度TK、被抽氣體溫度Tg、被抽氣體壓強(qiáng)Pg和冷凝面溫度下飽和水蒸汽壓強(qiáng)P0之比有關(guān), 還與霜層厚度、泵的結(jié)構(gòu)有關(guān)。粗算時(shí)可采用下式。

       式中 A為凝結(jié)系數(shù), 可取0.5~0.85, Tg 和TK低時(shí)取大值, 反之亦然,AK為冷凝面的面積,D為霜層厚度。在抽氣過(guò)程Tg、TK和D都是變化的, 該式描述的是穩(wěn)態(tài)過(guò)程, 只供參考。

真空系統(tǒng)抽水蒸汽的能力

         水蒸汽噴射泵抽水蒸汽的能力是泵的固有特性, 在水蒸汽噴射真空泵樣本中都有標(biāo)注(見(jiàn)表1 中的說(shuō)明)。

        捕水器抽水蒸汽的能力無(wú)法用每小時(shí)多少公斤來(lái)衡量, 只能用zui大捕水量來(lái)表示。

 

        式中 Q為霜層密度, dmax為霜層zui大厚度, 通常取小于10mm, TS為霜層表面溫度。

上海拓紛機(jī)械設(shè)備有限公司--真空冷凍干燥機(jī)!

 

壓蓋型凍干機(jī)

 

中試型凍干機(jī)參數(shù)1:

型號(hào)

單位

中試型

中試型

中試型

中試型

中試型

TF-SFD-2

TF-SFD-5

TF-SFD-10

TF-SFD-15

TF-SFD-20

有效擱板面積

0.2

0.52

1.04

1.51

2.16

水汽凝結(jié)器容量

kg/批

3

8

16

24

30

小瓶裝量

(Φ16mm)支

770

1914

3828

5772

7656

(Φ20mm)支

400

1008

2016

3078

4032

zui大盤(pán)裝液體

L

4

8

16

24

30

擱板尺寸

(寬)mm

280

360

360

420

450

(長(zhǎng))mm

360

480

480

600

800

擱板間距

mm

70

70

70

70

70

擱板數(shù)量

2+1

3+1

6+1

6+1

6+1

擱板溫度范圍

-50℃~+80℃

擱板溫度

±1.0(平衡時(shí))

水汽凝結(jié)器溫度

≤-70

系統(tǒng)zui低壓力

Pa

≤5

冷卻方式

(風(fēng)冷:通風(fēng)良好)℃

室溫≤30

 

(水冷:T/hr)

2

2

2

2

4

電源

 

220V 50Hz

220V或380V 50Hz

380V 50Hz

380V 50Hz

380V 50Hz

裝機(jī)功率

kw

3

4.5

8

11

15

整機(jī)重量

kg

300

350

500

700

1200

寬度

mm

800

850

1250

1350

1750

深度

mm

1000

1000

1100

1250

1500

高度

mm

1700

1700

1800

1800

1850

中試型凍干機(jī)參數(shù)2:

型號(hào)

TF-SFD-30

TF-SFD-50

TF-SFD-70

擱板面積(m²)

3

5

7

有效擱板面積(m²)

2.8

5.5

7.75

裝瓶數(shù)

個(gè)/Φ16mm

13300

24800

34800

個(gè)/Φ22mm

6800

12700

17800

散裝溶液量

L

60

105

140

擱板尺寸

寬(mm)

615

915

915

深(mm)

915

1215

1215

擱板數(shù)量(個(gè))

5+1

5+1

7+1

擱板間距(mm)

100

擱板溫度范圍(℃)

-55~+70

冷凝器溫度(℃)

-70

冷凝器zui大捕水量(kg)

65

105

140

壓縮機(jī)

S4T-8.2Y*2

S4G-12.2Y*2

S6J-16.2Y*2

真空泵

E2M40

E2M40

E2M80

羅茨泵

   

循環(huán)泵

SD40/10

TOP-SD65/13

TOP-SD65/13

水環(huán)泵

LEM25

LEM25

2BV2070

主閥口徑

250

400

400

電加熱

6

10

14

極限真空(Pa)

1

系統(tǒng)泄露率(PA.m³/S)

0.1

裝機(jī)功率(KW)

30

43

55

冷卻水量(m³/H)

7

11

16

壓縮空氣

0.6~0.8Pa

長(zhǎng)(mm)

3700

4300

5000

寬(mm)

1800

2300

2600

高(mm)

3000

3700

3000

設(shè)備重量(kg)

5600

11000

12000

純蒸汽耗量(kg)

100

130

150

純水/注射水量(L/M)

90

120

150

*以上數(shù)據(jù)僅拓紛標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品參數(shù),也可根據(jù)用戶要求定制,zui終數(shù)據(jù)以合同為準(zhǔn)。

技術(shù)服務(wù):

1.通常標(biāo)配基本型的觸摸屏操作系統(tǒng),也可根據(jù)用戶要求選擇PLC和以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng);

 

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2.可根據(jù)用戶要求選擇風(fēng)冷或者水冷的冷卻方式;

3.可根據(jù)用戶廠房設(shè)計(jì)凍干機(jī);

4.可根據(jù)用戶要求選擇技術(shù)配置;

5.可根據(jù)用戶要求選擇真空泵品牌類(lèi)型;

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