龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计

来源:龙8国际pt娱乐官网技术网(www.chvacuum.com)德州金亨新能源有限公司 作者:孟秀清
  试验证明X50 烘烤排气台的抽龙8国际pt娱乐官网性能明显优于X35 烘烤排气台的抽龙8国际pt娱乐官网性能。在装载集热管加热烘烤结束时,X35 排气台和X50 排气台的高阀处的龙8国际pt娱乐官网度接近相等,为2×10-3 Pa;在龙8国际pt娱乐官网管道端部处的龙8国际pt娱乐官网度,X50 排气台的龙8国际pt娱乐官网度为5×10-3 Pa,X35 排气台的龙8国际pt娱乐官网度为1.7×10-2 Pa,明显差于高阀处。根据流导计算和试验结果分析,设计的龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气台的高龙8国际pt娱乐官网系统,提高了装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的龙8国际pt娱乐官网度,缩短了装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的空恢时间,提高了装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的极限龙8国际pt娱乐官网度,并能应急处理抽气时集热管炸裂的情况,最终提高龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管的使用寿命。   全玻璃龙8国际pt娱乐官网太阳集热管与传统的杜瓦瓶类似,由两根同心内、外圆柱玻璃管组成。内管的外表面上溅射有太阳能选择性吸收涂层,吸收透过玻璃外管的太阳光辐射并转化成热能,同时降低了辐射热损。内管的一头为密闭的半球形,密闭端用片状弹簧固定在外管内,内管和外管的开口端熔封。外管与内管之间抽成龙8国际pt娱乐官网,以减少气体对流和传导热损。20 世纪80 年代,我国北京电子管厂和沈阳玻璃仪器厂试制全玻璃龙8国际pt娱乐官网太阳集热管与集热器。目前,中国大量生产采用全玻璃龙8国际pt娱乐官网集热管作为集热元件的太阳能热水器。龙8国际pt娱乐官网集热管太阳能热水器已经成为家庭生活必需家电之一。   在龙8国际pt娱乐官网管太阳热水器空晒(水箱和集热管内均未装水)一定时间后,发现同一台热水器上部分集热管消气剂镜面明显消退,个别集热管甚至镜面消失。分析可能的其中原因之一,集热管装在烘烤排气台的不同位置上,在烘烤排气过程中排气量存在差异。目前生产上广泛使用的烘烤排气台,有两种类型,抽龙8国际pt娱乐官网管道内径分别为Φ50 mm(命名X50 烘烤排气台)和Φ35 mm(命名X35 烘烤排气台),其余结构基本相同。试验了两种烘烤排气台在烘烤排气过程中的抽龙8国际pt娱乐官网性能。   烘烤排气台高龙8国际pt娱乐官网系统用于集热管烘烤时排气并在封离时使集热管内达到高龙8国际pt娱乐官网。X35 烘烤排气台高龙8国际pt娱乐官网系统,自高阀上表面引出两支平行抽龙8国际pt娱乐官网管道,每支管道上焊有15 个垂直集热管尾管座,所有抽龙8国际pt娱乐官网管道内径Φ35 mm。X50 烘烤排气台,自高阀上表面直接引出两支平行抽龙8国际pt娱乐官网管道,每支管道上焊有20 个集热管尾管座,龙8国际pt娱乐官网管道内径Φ50 mm。试验测量装集热管未烘烤工况下,两种烘烤排气台抽气过程中高阀处的龙8国际pt娱乐官网度;装集热管未烘烤工况下,装载集热管龙8国际pt娱乐官网管道端部处,从大气抽龙8国际pt娱乐官网达8×10-3 Pa 的空恢时间;烘烤排气工艺结束后X50 和X35 烘烤排气台抽龙8国际pt娱乐官网管道端部龙8国际pt娱乐官网度与高阀处龙8国际pt娱乐官网度差别。根据理论计算及试验结果分析,设计了用于龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气台的高龙8国际pt娱乐官网系统,新设计高龙8国际pt娱乐官网系统进行了抽龙8国际pt娱乐官网试验。

1、理论分析和计算模型

  根据全玻璃龙8国际pt娱乐官网太阳集热管的烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统排气工艺原理及设备结构,确定理论分析和计算模型如图1 所示。 排气工艺理论分析和计算模型 图1 排气工艺理论分析和计算模型   图1 中,纵坐标Y 轴为烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统在抽龙8国际pt娱乐官网管道上的抽速,横坐标为龙8国际pt娱乐官网集热管尾管在抽龙8国际pt娱乐官网管道上的位置,选抽龙8国际pt娱乐官网泵高阀位置为原点0。生产时集热管尾管装在尾管座上。在龙8国际pt娱乐官网集热管烘烤排气过程中,龙8国际pt娱乐官网系统中的气体只有几分钟时间的粘滞性流动,而整个抽高龙8国际pt娱乐官网及高温排气过程为分子性流动。所以,本文仅计算20 ℃时空气的流导。烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统在抽龙8国际pt娱乐官网管道长度L>20 d(d 为管道直径)。公式(1)给出长度L>20 d 的管道,20 ℃时空气的流导 龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计   式中U-20 ℃时空气分子流时圆截面长管流导,m3/s,d- 管道直径,m,L- 管道长度,m,M- 气体摩尔质量,kg/mol,T- 气体温度,K。   根据图1 中的计算模型和公式(1)可以看出,抽速随着抽龙8国际pt娱乐官网管道位置而改变,离高阀越近,抽速越大,离高阀越远,抽速越小;同时,根据公式(1) 可以看出抽速与抽龙8国际pt娱乐官网管道的直径的立方成正比。

2、试验

  X35 烘烤排气台龙8国际pt娱乐官网系统示意图如图1 所示。抽龙8国际pt娱乐官网泵采用扩散泵,上方连接高阀,与一水平抽龙8国际pt娱乐官网管道相连,抽龙8国际pt娱乐官网管道上焊有垂直集热管尾管座,抽龙8国际pt娱乐官网管道端部连接有可以测量龙8国际pt娱乐官网的龙8国际pt娱乐官网规管。所有抽龙8国际pt娱乐官网管道内径Φ35 mm。生产时集热管尾管装在尾管座上,集热管尾管与尾管座之间利用硅胶圈龙8国际pt娱乐官网密封。同样,X50 烘烤排气台龙8国际pt娱乐官网系统结构示意图如图1 所示,龙8国际pt娱乐官网管道内径Φ50 mm。   本试验采用4 台烘烤排气台,两台X35 烘烤排气台和两台X50 烘烤排气台。龙8国际pt娱乐官网测量采用复合龙8国际pt娱乐官网计,共2 台。每台龙8国际pt娱乐官网计上各接1 支高龙8国际pt娱乐官网电离规管,两台龙8国际pt娱乐官网计分别测量高阀处和装集热管龙8国际pt娱乐官网管道端部处的龙8国际pt娱乐官网度。电离规管型号ZJ-10B,测量范围6.5×101~2×10-4 Pa。为了获得准确的龙8国际pt娱乐官网度数据,对两台复合龙8国际pt娱乐官网计和电离规管进行相对校准。   试验用装载集热管规格为Φ58×2000 mm,集热管外管外径为58 mm,壁厚为1.8 mm,内管外径为47 mm,壁厚为1.6 mm。两种烘烤排气台的烘箱壁厚70 mm,内填岩棉,外壁为1.5 mm 铝板,内置不锈钢衬板。烘箱原装有恒温控制温度传感器,位于台面上方500 mm高度处。温度传感器型号WRNP-191,测量范围0~600 ℃。   2.1、校准复合龙8国际pt娱乐官网计和电离规管   采用相对校准法,校准了复合龙8国际pt娱乐官网计和电离规管。两台龙8国际pt娱乐官网计同时测量烘烤排气台高阀处的龙8国际pt娱乐官网度。试验时采用X50 烘烤排气台。试验了多支电离规管,优化后的两台龙8国际pt娱乐官网计测量的龙8国际pt娱乐官网度接近相等。两台龙8国际pt娱乐官网计测量的龙8国际pt娱乐官网度随时间的变化如图2 所示,时间0 表示校正试验测量开始。龙8国际pt娱乐官网度在2~7×10-3 Pa 量程范围,电离规管1 测量系统比电离规管2 测量值略高10%,龙8国际pt娱乐官网度进一步提高,偏差逐渐缩小。 两台龙8国际pt娱乐官网计同时测量烘烤排气台高阀处的龙8国际pt娱乐官网度随时间的变化 图2 两台龙8国际pt娱乐官网计同时测量烘烤排气台高阀处的龙8国际pt娱乐官网度随时间的变化   2.2、高阀处龙8国际pt娱乐官网度   图3 给出了两台烘烤排气台在装集热管未烘烤工况下,抽气40 分钟过程中高阀处龙8国际pt娱乐官网度。其中一台X50 烘烤排气台,另一台X35 烘烤排气台。从图中可以看出,抽气过程中两台烘烤排气台高阀处的龙8国际pt娱乐官网度接近相等。另外一台X50 和另外一台X35 烘烤排气台高阀处的龙8国际pt娱乐官网度也接近相等。从这些数据表明两种烘烤排气台,在高阀处的抽气性能接近。 龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计 图3 X50 烘烤排气台和X35 烘烤排气台,在装集热管未烘烤工况下高阀处龙8国际pt娱乐官网度和时间的关系   2.3、空恢时间   空恢时间定义为从大气抽龙8国际pt娱乐官网达8×10-3 Pa的时间。表1 中给出了两种烘烤排气台各2 台在装载集热管未烘烤工况下,龙8国际pt娱乐官网管道离高阀最远的端部处的空恢时间。4 台排气台装有相同规格集热管。每台排气台装载Φ58×2000 mm 集热管,X50 烘烤排气台装40 支,X35 烘烤排气台装30支。装集热管未烘烤工况下,X35 烘烤排气台空恢时间远远长于X50 烘烤排气台。各以空恢时间最短的烘烤排气台为例,X35 为76 min,X50 为18 min。从以上试验数据表明,龙8国际pt娱乐官网管道内径大,龙8国际pt娱乐官网管道端部处空恢时间短。 表1 龙8国际pt娱乐官网管道端部空恢时间 龙8国际pt娱乐官网管道端部空恢时间   2.4、装集热管未烘烤工况下龙8国际pt娱乐官网度   图4 给出了装集热管未烘烤工况下,两种烘烤排气台,高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度随时间的变化。抽气40 min 时,两处龙8国际pt娱乐官网度,X50 烘烤排气台分别为1.5×10-3 Pa 和4.1×10-3 Pa,X35 烘烤排气台,1.3×10-3 Pa 和1.4×10-2 Pa。这两种烘烤排气台高阀处的龙8国际pt娱乐官网度接近相等。龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网气压,X50 烘烤排气台,比高阀处高2.8倍,X35 烘烤排气台,高10 倍。装集热管未烘烤工况下,龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度,X35 烘烤排气台明显比X50 烘烤排气台差,抽气40 min 时,端部的龙8国际pt娱乐官网度还未进入10-3 Pa。装集热管未烘烤工况下,抽气200 min,龙8国际pt娱乐官网管道端部的极限龙8国际pt娱乐官网度,X50 烘烤排气台为2.7×10-3 Pa,X35 烘烤排气台4.9×10-3 Pa,两者的差别较小。 龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计 图4 X50 烘烤排气台和X35 烘烤排气台,装集热管未烘烤工况下高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部龙8国际pt娱乐官网度和时间的关系   从以上数据表明,X50 烘烤排气台龙8国际pt娱乐官网管道端部的有效抽速明显高于X35 烘烤排气台。   2.5、装集热管烘烤工况下龙8国际pt娱乐官网度   图5 给出了装集热管烘烤工况下,X35 烘烤排气台高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度随时间的变化,图中还给出了装集热管未烘烤工况下龙8国际pt娱乐官网测量数据,供对比用。时间0 为龙8国际pt娱乐官网抽到高阀上龙8国际pt娱乐官网管道处龙8国际pt娱乐官网度达8×10-3 Pa,开高龙8国际pt娱乐官网阀作为时间开始。图中还给出了烘烤温度随时间的变化,时间0 为开始加热,与上述开高阀时刻相同,95 min后加热棒停止加热,其中升温时间35 min,烘箱中部恒温430 ℃,时间60 min。 龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计 图5 X35 龙8国际pt娱乐官网烘烤排气台高阀处未烘烤和烘烤两种工况下的龙8国际pt娱乐官网度与时间的关系   装集热管烘烤工况下,排气40 min 时,高阀处的龙8国际pt娱乐官网度,比未烘烤工况差10 倍,约为1.3×10-2 Pa。龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度比高阀处高10 倍,仅1.3×10-1 Pa。这表明在烘烤排气过程中集热管龙8国际pt娱乐官网夹层两玻璃管的内表面大量放气。加热棒停止加热烘烤结束时,高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度分别为2×10-3 Pa 和1.7×10-2 Pa,相差约为10 倍。按生产工艺,加热结束,起烘箱,降温5 min时,试验测量得到烘箱温度为61 ℃,对应高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度分别为0.8×10-3 Pa 和5×10-3 Pa。在这短短5 min 时间内,龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度从1.7×10-2 Pa 提高到5×10-3 Pa,认为主要由于集热管冷却,龙8国际pt娱乐官网夹层的两玻璃管的内表面吸附夹层中的气体。   X50 烘烤排气台装集热管烘烤工况下,龙8国际pt娱乐官网度随时间的变化的曲线形状与上述类似。加热棒停止加热烘烤结束时,高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度分别为2×10-3 Pa 和5×10-3 Pa,相差约为2.5 倍。与X35 烘烤排气台相比,龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度要好。

3、高龙8国际pt娱乐官网系统设计及测试

  3.1、高龙8国际pt娱乐官网系统设计   排气台高龙8国际pt娱乐官网系统由龙8国际pt娱乐官网管道、龙8国际pt娱乐官网抽气机组、龙8国际pt娱乐官网计组成。根据理论计算及以上试验数据表明,装集热管未烘烤工况下,两种烘烤排气台X35和X50,排气过程中高阀处的龙8国际pt娱乐官网度接近相等,在高阀处的排气性能接近。分析表明高阀下的龙8国际pt娱乐官网系统,包括前级机械泵、前级龙8国际pt娱乐官网管道、扩散泵基本上可以采用原来的设计。因此,主要设计高阀及其上面的高龙8国际pt娱乐官网管道系统。设计时,首先进行了理论分析。理论分析表明,要提高龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气工艺后的龙8国际pt娱乐官网性能,关键是提高装载集热管尾管处的龙8国际pt娱乐官网有效抽气速度,以及减少高龙8国际pt娱乐官网管道系统内表面的放气量。增加龙8国际pt娱乐官网管道的内径,可以提高装载集热管尾管处龙8国际pt娱乐官网有效抽速。理论计算优化龙8国际pt娱乐官网管道的内径,既提高龙8国际pt娱乐官网有效抽速,而龙8国际pt娱乐官网管道制造成本又增加较少。提高高龙8国际pt娱乐官网管道系统内表面的光洁度,可明显减少高龙8国际pt娱乐官网管道系统内表面的放气量。另外,设计了特殊的扩散泵上方连接的高龙8国际pt娱乐官网阀,主要的技术方案结构为,高龙8国际pt娱乐官网扩散泵上方高龙8国际pt娱乐官网阀的圆柱侧面开四个孔,引出四支连接龙8国际pt娱乐官网管道。每支连接龙8国际pt娱乐官网管道与一支装集热管龙8国际pt娱乐官网管道连接。四支装集热管龙8国际pt娱乐官网管道两端用盲板或者盲法兰密封,组成两组平行管道。每组中两支装集热管龙8国际pt娱乐官网管道头尾相连固定,相邻两端的间隙尽可能小。每支连接龙8国际pt娱乐官网管道上装一只隔离阀,可以使四组装集热管龙8国际pt娱乐官网管道相互龙8国际pt娱乐官网隔离。具体高龙8国际pt娱乐官网阀和高龙8国际pt娱乐官网管道示意图如图6 所示,与传统的X35 和X50 烘烤排气台相比,具有以下结构特点:其一,待烘烤抽气的集热管装载在上部的主龙8国际pt娱乐官网管道上,分2 排共4 组,每组10 支;其二,龙8国际pt娱乐官网管道内径约80 mm;其三,4组管道由4 个手动高龙8国际pt娱乐官网碟阀可实现龙8国际pt娱乐官网隔离;其四,在泵口处及龙8国际pt娱乐官网管道离泵口远处各装1 个电离规管座。 龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计 图6 台车龙8国际pt娱乐官网管道示意图。4 根主管道上共装载40 支集热管,分2 排共4 组,每组10 支   3.2、高龙8国际pt娱乐官网系统测试   图7 给出了新设计高龙8国际pt娱乐官网系统装集热管烘烤工况龙8国际pt娱乐官网度与时间的关系。时间0 为龙8国际pt娱乐官网抽到高阀上龙8国际pt娱乐官网管道处龙8国际pt娱乐官网度小于8×10-3 Pa,开高龙8国际pt娱乐官网阀作为时间开始。图中还给出了烘烤温度随时间的变化,时间0 为开始加热,与上述开高时刻相同,95 min 后加热棒停止加热,其中升温时间35 min,烘箱中部恒温430 ℃,时间60 min。   装集热管烘烤工况下,烘烤排气过程中集热管龙8国际pt娱乐官网夹层两玻璃管的内表面大量放气,高阀处龙8国际pt娱乐官网度和横管端部龙8国际pt娱乐官网度均上升。高温烘烤初期,横管端部龙8国际pt娱乐官网度远大于高阀处龙8国际pt娱乐官网度,高温烘烤后期,玻璃管的内表面大部分气体已经释放出,横管端部龙8国际pt娱乐官网度接近高阀处龙8国际pt娱乐官网度。加热棒停止加热烘烤结束时,高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度分别为1.8×10-3 Pa 和2.0×10-3 Pa,试验表明差别小于0.4 倍,比较接近,与流导计算相符。 龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计 图7 高龙8国际pt娱乐官网系统装集热管烘烤工况高阀处龙8国际pt娱乐官网度与时间的关系   经测试,新设计高龙8国际pt娱乐官网系统满足全玻璃龙8国际pt娱乐官网集热管抽龙8国际pt娱乐官网工艺要求外,与X35 和X50 排气台抽龙8国际pt娱乐官网系统相比还具有以下特点:首先缩短装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的空恢时间。室温下装载40 支Φ58×2000 mm 集热管,测量从大气抽至8.0×10-3 Pa 龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的空恢时间小于8 分钟;其次提高装集热管龙8国际pt娱乐官网管道端部的极限龙8国际pt娱乐官网度。试验表明极限龙8国际pt娱乐官网能达到5×10-4 Pa。而原X35 和X50 烘烤排气台龙8国际pt娱乐官网系统龙8国际pt娱乐官网管道端部极限龙8国际pt娱乐官网度均达不到1×10-3 Pa;第三能进行一定的应急处理抽气时集热管炸裂。每支连接龙8国际pt娱乐官网管道上装1 只隔离阀,抽气时集热管炸裂时,可关相应隔离阀进行应急处理,其余3/4 集热管仍然可以进行正常工艺过程;第四提高太阳能集热管龙8国际pt娱乐官网品质。烘烤抽气后的太阳能集热管,特别是装在龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的,龙8国际pt娱乐官网将明显提高,从而提高太阳能集热管的龙8国际pt娱乐官网使用寿命。

4、结论

  测试了X35、X50 两种烘烤排气台的烘烤抽气性能。装集热管未烘烤工况下,两种烘烤排气台抽气过程中高阀处的龙8国际pt娱乐官网度接近相等,为1×10-3 Pa,表明两种烘烤排气台,在高阀处的抽气性能接近;装集热管未烘烤工况下,龙8国际pt娱乐官网管道端部处空恢时间,X50 烘烤排气台为18 min,X35 烘烤排气台长达76 min,是X50 的4 倍;装集热管未烘烤工况下,龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度,抽气40 分钟时,X50和X35 分别为4.1×10-3 Pa,和1.4×10-2 Pa,X35排气台龙8国际pt娱乐官网度是X50 排气台的3 倍。抽气200 min 时的极限龙8国际pt娱乐官网,X35 和X50 排气台分别为4.9×10-3 Pa和2.7×10-3 Pa,两者的差别较小;加热烘烤结束时高阀处和龙8国际pt娱乐官网管道端部的龙8国际pt娱乐官网度,X35 烘烤排气台分别为2×10-3 Pa 和1.7×10-2 Pa,相差约为10 倍;X50 烘烤排气台分别为2×10-3 Pa 和5×10-3 Pa,相差约为2.5 倍。试验测量得到X50 烘烤排气台的烘烤排气性能明显优于X35 烘烤排气台,尤其是装载集热管龙8国际pt娱乐官网管道端部处的龙8国际pt娱乐官网性能。   根据两种烘烤排气台试验结果和流导计算分析,设计的龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气线的高龙8国际pt娱乐官网系统,提高装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的龙8国际pt娱乐官网度,接近高龙8国际pt娱乐官网阀处,差别小于1 倍;缩短装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的空恢时间达8 min;提高装集热管龙8国际pt娱乐官网管道边缘处的极限龙8国际pt娱乐官网度达到8×10-4 Pa;能进行抽气时集热管炸裂的应急处理;提高太阳能集热管龙8国际pt娱乐官网品质,从而提高太阳能集热管的龙8国际pt娱乐官网使用寿命。   龙8国际pt娱乐官网太阳能集热管烘烤排气高龙8国际pt娱乐官网系统设计为龙8国际pt娱乐官网技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。   http://www.chvacuum.com/systemdesign/105698.html   与 龙8国际pt娱乐官网系统 高龙8国际pt娱乐官网系统 相关的文章请阅读:   龙8国际pt娱乐官网系统http://www.chvacuum.com/systemdesign/