實驗室里,余華極其專注,左手握著粗糧饅頭補充能量,右手握著鉛筆,沒有借助任何畫圖工具,在專用圖紙空白頁畫出一條條筆直的線條和符號,標記各種設計參數。
這張專用圖紙的頂端,寫著百級空分設備壓縮機總體結構圖紙字樣。
余華邊啃邊畫,圖紙上呈現經過思維計算機數值計算的壓縮機總體結構,由二級離心壓氣機和渦輪構成的進氣機組透平機壓縮機組,構成壓縮機的總體結構,可以滿足整臺空分設備性能設計指標。
得到莊教授點撥之后,余華回到實驗室就把壓縮結構拿了出來,整款透平式壓縮機綜合空分設備的設計指標和當前加工條件,采用類航空發動機壓氣機結構設計,風扇級數二級,工作壓力為048兆帕,理論壓縮性能達到每小時1200立方米空氣。
是的,二級風扇。
受限于材料和制造水平的原因,這個二級透平式壓縮機,已經達到目前中華材料和制造水平的極限,想要采用更多級數的風扇,必須在材料和制造水平上取得突破性進展。
很可惜,這點并不現實。
好在,二級透平式壓縮結構的壓縮性能符合設計指標,完全夠用。
活塞式壓縮結構的上限或許只有近千立方米每小時,但透平式壓縮結構不一樣,它的下限,就是活塞式壓縮結構的上限。
兩者之間的差距,如果要舉個最直觀的例子,那就是活塞式螺旋槳飛機和噴氣式飛機。
當前市面上空分設備的制氧效率為什么這么低,究其原因,與效率極低且落后的活塞式壓縮結構離不開關系。
“壓縮機總體結構基本算是搞定了,空氣經過透平壓縮機和空氣冷卻塔,壓力達到05兆帕,溫度約303k左右,為了提升純度,這里要加一個專門的空氣過濾器,配合進氣機組設置的空氣過濾器,盡可能過濾空氣雜質和灰塵,完成凈化步驟,空氣進入換熱器進行熱交換降溫”余華看了一眼空分設備壓縮機總體結構,確認無誤,回過頭來,目光放到空分設備總體結構上“換熱制冷系統該采用什么結構的冷凝蒸發器呢”
壓縮機總體結構空分設備總體結構是兩碼事,壓縮只是制氧的第一步。
為了提高氧氣的純度,首先要對加壓過后的空氣進行一次高效凈化,再將空氣送入冷凝蒸發器進行熱交換,經過換熱降溫,最終送入空氣冷卻塔制冷精餾,經過深低溫精餾處理便可得到9995的高純度氧氣。
從工作原理角度出發,看起來很簡單對不對
有種我上我也行的感覺。
然而,不談技術難度最高的壓縮機,冷凝蒸發器和空氣冷卻塔隨便拎一個出來,都能令目前空分設備領域的專家和工程師兩眼抓瞎。
內部結構是什么,運行機制和原理又是什么,該采用何種控制方法和檢測方法,每一個都是技術難題。
空分設備換熱制冷系統由冷凝蒸發器構成基本散熱單元,這是一個必須解決的技術難題,不能使其成為整個空分設備子系統的短板。
現實情況就是這么殘酷,一個木桶能裝多少水,并不取決于最長那塊木板,而取決于最短的那塊木板,想裝得更滿,必須補最短的木板。
空分設備亦是如此,所有子系統,必須滿足每小時1014立方米空氣和每小時2028立方米氧氣的設計指標。
對于這個情況,余華倒是沒有害怕,面色自然,眼中透出理性之意,由理性與邏輯構成的腦海高速運轉,思考冷凝蒸發器散熱結構。
由于傳統的冷凝蒸發器無法滿足設計指標,必須采用新的散熱結構。
要創新,那么就得從最基本的工作原理角度出發。
冷凝蒸發器主要用于各通道中的冷熱流體流通換熱制冷,為了高效散熱制冷,這意味著冷凝散熱器必須擁有足夠的散熱面積,以及更好的散熱材料。
“傳統散熱結構肯定不行,不過,我可以借助電腦cu的風冷散熱器為原型,利用多層板翅和散熱管道的結構,如此一來,散熱結構在不增加尺寸的情況下,其散熱面積可以提升幾十倍。”
余華腦海細細思索,忽然,靈光乍現,腦海浮現后世電腦風冷散熱器的模樣,以此為靈感源泉作為冷凝蒸發器的設計思路。
散熱器