流体在管侧的平均温度tmR?t4?t862?43??52.5?C 22在此温度下LiBr溶液的一些物性参数为：?R?1.60?103kg/m3，
cR?2.05?103j/?kg??C?， ?R?2.6?10?3N?s/m2， ?R?0.48w/?m?k? 由于浓溶液放出的热量等于稀溶液吸收的热量，稀溶液的质量流量即发生器的
流量，由热量平衡方程式可知：
cRqmR?tR?cqm?t cRqmR?t4?t8??cqm?t7?t2?
即：2.05?103?qmR?19?2.04?103?0.246?103?16?10?3
qmR?0.206m3/h
?R?4qmR4?0.206??1.138m/s ?di23.14?8?10?32?3600????d1.6?103?1.138?0.008Re???5607.3 ?3?2.6?102.05?103?2.6?10?3??11.1 由Re》2000，该流动处于湍流区，Pr??0.48cu?由?R?2.6?10?3N?s/m2， ??2.7?10?3N?s/m2
????1则????R?R????0.14?1
则外管内侧的传热系数：h1?0.027??di??Re?0.8???Pr?????R13????0.14
10.480.8?0.027???5607.3??11.1?3
0.008=3605.4w/?m??c?
(4) 对于管外的冷的LiBr稀溶液侧传热系数[9]
2?d124A?d2当量直径 Di???d2?d1
P??d1?d2?
??P——湿润周长，d1——内管的外径，d2——外管的内径，Di?20?10?10mm 流体在管壁侧的平均温度：tm?
t2?t728?44?36?C
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在此温度下的LiBr
的物性参数为：?R?1.52?103kg/m3，
cR?2.04?103j/?kg??C?， ?R?2.7?10?3N?s/m2， ?R?0.46w/?m?k? 内管外侧稀溶液的流速：??4qm4?0.246??0.870m/s ?Di23.14?10?10?32?3600????d1.52?103?0.87?0.01Re???4900 ?3?2.7?102.04?103?2.7?10?3??11.97 由Re》2000，该流动处于湍流区，Pr??0.46cu?由?R?2.6?10?3N?s/m2， ??2.7?10?3N?s/m2
????1则????R?R????0.14?1
则内管外侧的传热系数为：h2?0.027??Di??Re?0.8???Pr?????R13????0.14
10.460.8?0.027???4900??11.97?3
0.01＝2544.7w/?m??c?
内管的管壁热阻：
?0.01??2.5?10?6?m2??c?/w ?398污垢系数为：?i?1.0?10?4m2??c/w (5) 传热系数：
kt?111?????ih1h2??111??2.5?10?6?1?10?43605.42544.7??
＝1216.99w/?m??c?
(6) 传热面积及套管换热器长度计算[1]
传热面积：Ft?Qt
kt??t4?t2??0.35??t7?t2??0.65??t4?t8??0.37?1000
1216.99???62?28??0.35??44?28??0.65??62?43???＝0.01894m2
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套管换热器采用直管形式，则其传热管有效长度为：
l?Ft0.01894??0.6032m ?d03.14?0.01则热交换器的传热管长取l?0.65m即可满足要求
2.5.5 发生器的选取
发生器为一玻璃容器，起到透明和耐高温的作用,内用电热管加热稀溶液，电热管的功率选用P＝1.5——2Kw,其长度略短于发生器容器的长度。采用温控装置控制加热温度，控制浓溶液出口温度为62℃左右，也即加热温度控制在75℃左右，其发生器的构成主要电热管，真空泵，挡液板，浓溶液充注口，浓溶液和稀溶液流通管道等，其发生器上部与冷凝器的外部玻璃容器紧密相连。
2.5.6 其它元件选取
(1) 节流装置的选取 毛细管只适用于工况比较稳定的场合，热力膨胀阀属于比例调节阀，使用温度范围宽，而且在使用温度范围内，过热度大体恒定，因此本制冷实验装置的节流装置采用毛细管螺旋制成，毛细管为铜管，其直径为?=0.3—1mm，其长度有节流前后的压差来确定，对于本制冷实验装置，由以下计算确定[10]： 毛细管进口处压力即冷凝压力pa?4.0007?10?3Mpa 毛细管出口处压力即蒸发压力p0?9.35?10?4Mpa 则节流前后的压差为?p?pa?p0?3.072?10?3Mpa
即由此压差选取毛细管的长度。 (2) 管道的选取
① 蒸发器容器与吸收器容器之间只有通过一定的压差才能驱动蒸汽的运动，但压差也不易过大，蒸发器容器的压力大于吸收器一侧的压力，其具体压差值为
?p?9.35?10-4?9.22?10?4?3.072?10?3Mpa，采用稍粗一些的管道或两容器距离较近一些，以保证此压差。
② 本制冷实验装置中吸收器与发生器之间相连的管道为工艺管，当其他管路堵塞时起到疏通作用，其管道也选用?10?1的铜管，其间用毛细管连接。 (3) 泵的选取
① 设备中所用的冷媒水，冷却水均为自来水，器流量大小由流量计来控制。
② 各种溶液泵由于其流量较小，根据流量的大小具体选用，可以采用较大流量的泵与阀门串联使用，所选用的泵均为磁力泵。
③ 发生器要保持真空，因此，需要真空泵，所选真空泵流量为1.5l/s即可。 (4) 电加热管要求
电加热管的电压为220V，水平放置即可。 (5) 玻璃容器
对于发生器，冷凝器，吸收器，蒸发器来说，要求玻璃容器能耐高温，绝热性较好，
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透明度要高，便于实验观察制冷现象及制冷过程各状态参数变化情况。由于本设计实验装置作为教学实验装置，要求可以从外观直接观测，但要能够承受一定的高温和高压，因此选用玻璃容器，不能选用有机玻璃。
2.6 总结
以上即为本实验装置的设计过程，只是理论计算，与实际制作会有一定差别，制作过程要依据上面设计过程的数据计算结果，选取各装置的具体元件，在制作过程中会遇到不少问题，对于玻璃圆筒容器,密封较为困难，须由专业密封人士来完成.在本设计过程中，换热器主要有玻璃容器和铜管制作而成，由于是作为实验装置便于观察制冷过程中的各个现象的发生，因此统一采用无机透明玻璃原料，其耐高温和抗压。只是加工制作装置过程较为困难。总之，以上设计过程能够保证按照给定的条件，制取相应温度的低温水，能够满足实验和其他用途的低温水制取。
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3 制冷实验装置性能分析和节能措施
3.1 制冷实验装置的性能分析及其提高途径
3.1.1 实验装置的性能分析
外界条件的变化必将引起试验装置性能的变化，外界条件通常是指冷媒水出口温度、加热蒸汽压力(或温度)、冷却水进口温度、冷却水与冷媒水流量及污垢系数等。这些条件往往根据使用场合的不同而经常发生变化[11]。 ① 冷媒水出口温度
当冷却水进口处温度、加热蒸汽压力、冷却水和冷媒水量及溶液循环量为定值时，制冷量随蒸发器出口冷媒水温度的变化而变化。实验表明，冷媒水出口温度每升高1摄氏度，制冷量Q就大约提高4%-6%.因此应适当增加冷媒水的出口温度，从而来提高制冷量。 ② 加热蒸汽压力
加热蒸汽压力下降，首先引起浓溶液温度与质量分数的降低。随之吸收器中吸收冷剂蒸汽的能力减弱，质量分数差减少，因而制冷量下降蒸汽压力随之变化。 ③ 冷却水进口温度
冷却水进口温度的降低，会引起吸收器内稀溶液温度与冷凝压力的降低。前者促使吸收效果增强，随之稀溶液的质量分数的降低；而后者将引起浓溶液的质量分数提高。因而两者均使浓度差加大，制冷量增加。 ④ 冷却水和冷媒水流量
当冷媒水出口温度恒定，而冷媒水量在一定范围内变化时，制冷量几乎不变。这是因为，冷媒水流量减少会引起蒸发器传热管内流速的下降，制冷量降低。同时，由于进口温度上升，又引起平均温差的加大，制冷量增加。两者综合作用的结果使制冷量的变化很小。 ⑤ 水侧污垢系数
制冷装置运转一段时间后，在传热管的内壁和外壁会逐渐形成一层污垢，它对传热起到阻碍作用，污垢系数越大，则热阻越大，传热性能越差，使装置的制冷量下降。
另外，溴化锂溶液的浓度，稀溶液浓度与冷媒水出口温度的关系，蒸汽的消耗量与浓度范围的关系，溶液循环量，不凝性气体的产生，冷剂水中溴化锂的含量等都对制冷装置的性能有影响。
总之，溴化锂吸收式制冷实验装置的影响因素众多，为了提高其制冷性能，要充分的分析其影响因素，降低外界因素的影响，提高其制冷性能和制冷量。
3.1.2 实验装置的性能提高途径
溴化锂吸收式制冷实验装置的性能不仅与外界参数有关，而且还与装置的溶液循环量、不凝性气体含量及污垢热阻有关，此外还与溶液中是否添加能量增强剂、热交换器管
[12]
簇的布置方式有关，可以同过以下途径提高装置的制冷性能。
(1) 及时抽除不凝性气体 由于装置是在真空状态下运行的，蒸发器和吸收器中的绝对压力极低，故外界的空气很容易漏入，即使少量不凝性气体也会明显地降低装置的制冷量。
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