液氮喷淋冷藏运输中液氮喷淋量_喷淋时间及传热系数的计算.docx

液氮喷淋冷藏运输中液氮喷淋量,喷淋时间及传热系数的计算和湖涛梁荣光(华南理工大学交通学院热机教研室510641)摘要本文主要介绍了液氮喷淋冷藏运输的特 点着重探讨了液氮喷淋时间, 喷淋量及传热系数的计算。关键词: 传热系数喷淋量喷淋时间4、造价低, 运营费用省。 据有关资料, 机械制冷系统的折旧费是液氮制冷系统的 2. 8倍, 维修费为 6. 4 倍。二、问题的提出液氮喷淋装置主要由三个装置组成, 即 贮液容器, 喷淋装置和调控装置。但设计时主 要考虑喷淋装置的设计。 假设冷藏箱是安装 在国产 130 型汽车上, 冷藏箱的载量一吨。三、箱体传热系数的确定3. 1箱体内表面放热系数的确定 箱体内表面放热系数与箱内温度及运行状态的关系。中图分类号一、概述世界上冷藏运输主要经历了三个阶段: 水制冷系统—水冰冷藏车, 机械制冷系统— 机械冷藏车, 低温液体制冷系统—液氮喷淋 车。 目前1 , 水冷系统应用最广泛, 机械制冷系统次之, 低温液体制冷系统尚在发展中。但 低温液体制冷正向水冷系统和机械制冷发起 了强有力的挑战, 因为低温液体制冷具有许多优点:1、冷藏间内可以保持较低的温度, 降温 快, 调节性能好。 根据不同的外部条件, 不同的货物可调至适宜的环境, 适用范围广。2、兼有制冷和气调运输两个方面的优 点, 车内喷淋的惰性气体能抑制易腐货物的 新陈代谢, 大大减少水果蔬菜等鲜货的干耗,脱水损失, 保持货物新鲜度, 同时对车体起到 保护作用, 减少腐蚀, 延长寿命。3、结构简单, 工作可靠, 机械制冷系统有 八千个零部件, 液氮系统主要有三大件, 液罐, 喷淋及调控装置。机械制冷系统高压侧压 力有时十倍于液氮制冷系统工作压力, 因此液氮系统可靠性较好。T K 17Αi= Αr i+ Αci式中: Αr i—箱体内表面辐射放热系数〔W /m 2 ·℃〕Αci—箱体内表面对流放热系数〔W /m 2 ·℃〕其中: Αr i= 0. 04CN (T N /100) 3 2(1)(2)式中: CN —箱内表面辐射系数〔J /m 2 ·s·k 4 〕T N —随装运货物的变化的车内绝对温 度〔K 〕3. 2箱体的传热系数的确定考虑到冷藏室装食品及外壁运输防锈等 因素, 选择铝合金内层防护。由文献3推荐:1K =(3) ?in 1 1 ?Αo + 2Κin + Κ’+ Αi +Κi·1·技术探讨《冷藏技术》1997 年第 2 期(总 79 期)式中 K —箱体传热系数〔W /m 2 ·℃〕对流放热系数可用普朗克公式计算ΑK = 7. 34V 0. 6580 + 3. 78e- 1. 91v外表面放热系数:Α= ΑR + ΑK?in —绝热层厚度(m )(8)Κin —绝热层中泡沫塑料导热系数〔W /(m ·k ) 〕Κ’—箱 体 骨 架 材 料 的 导 热 系 数〔W /(m ·k ) 〕?—铝合金板厚度〔m 〕Κ—铝合金导热系数〔W /m ·k 〕 其中 ?in 的计算由文献4 :(9) ?in 1 1 ?(4)Κin + Κ’+ Αi + Αo + 2Κ= 23. 3箱体的实际传热系数的确定由 (4) 式计算出的 K 值未考虑到车在运 行中的动态情况, 实际传热系数与这一 K 值 存在较大差异, 而传热系数在运用中能直接 影响到保温车制冷系统的热负荷。 在一般情况下, 保温车的实际传热系数可由下式决图 1Α—K 关系曲线计算结果表明, 车运行速度对外表面放热系数有较大的影响, 将结果整理成图表的 形式 (图 1)3. 3. 2K ’—的确定 保温车车体围护结构的传热热阻为:定3:K a= K ’+ K +PCV Λ(5)F式中: K ’—与 K 有关的一个传热系数值〔W /(m 2 ·K ) 〕K —由于车辆运行中围护结构外表面 对流放热系数增加而提高的传热系数〔W /(m 2 ·K ) 〕P —车外空气比重〔k g /m 3 〕C —空气比热〔k g /(k g·℃) 〕V —围护结构的空间容积〔m 3 〕F —传热面积〔m 2 〕Λ—车辆运行时泄漏换气系数 1 1 ? 1(10)R t=k t = Αo + Κp + Κ- Αi+式中: ΚP —表示车体骨架元件及其它因素对热阻影响的当量导热系数。〔W / (cm ·K ) 〕Κ—(与温度成函数关系的) 隔热材料平均导热系数。〔W /(m ·K ) 〕由文献4:(R t- 1 ) ·Κ2 K (11)ΚP = K 的确定3. 3. 1?- (R t- 1 ) Κ1k相对于计算条件下的传热热阻差值: 4K =(6)1 -11/K -ΑoΑ’o 1 1 △R = ?[ Κ + Κ() -](12)其中: Αo —静止时放热系数〔W /(