冷凍干燥機(jī)設(shè)備廣泛用在醫(yī)學(xué)、制藥、生物研究、化工和食品等領(lǐng)域。經(jīng)冷凍干燥處理的物品易于長(zhǎng)期保存，加水后能恢復(fù)到凍干前狀態(tài)并保持原有生化特性。冷凍干燥機(jī)設(shè)備適用于實(shí)驗(yàn)室使用或少量生產(chǎn)，可滿足大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)凍干的要求。 解冷凍干燥機(jī)設(shè)備捕霜板之間捕霜不均勻問(wèn)題
真空冷凍干燥機(jī)設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要解決捕水器存在的問(wèn)題，其中包括各捕霜板之間捕霜不均勻，為解決這個(gè)問(wèn)題采取了以下措施。
1、在分配器入口端加一段直管
由于冷凍干燥機(jī)制冷劑通過(guò)膨脹閥后要經(jīng)過(guò)一個(gè)彎頭才能進(jìn)入分配器，而制冷劑經(jīng)過(guò)彎頭后會(huì)形成渦流和擾動(dòng)，因此我們?cè)诜峙淦魅肟诙思恿艘欢沃惫堋?/span>
流體在流動(dòng)過(guò)程中的能量損失包括兩種：沿程阻力和局部損失。
?。?）沿程阻力是一種沿導(dǎo)管長(zhǎng)度上的能量損失，它與管的粗糙度、流體性質(zhì)及流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。
?。?）局部損失是因局部障礙引起流束顯著變形及渦流所產(chǎn)生的阻力。
顯然此處彎頭的能量損失主要為局部損失，即產(chǎn)生了渦流。如果流體經(jīng)過(guò)彎管后直接與分配器連接，由于渦流的存在使同一截面上的各處壓力不均勻，會(huì)使各通路的流量分配有較大差別，導(dǎo)致的直接結(jié)果就是冷凍干燥機(jī)各捕霜板之間捕霜不均勻。
若在冷凍干燥機(jī)分配器前加一段直管，流體在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)主要為沿程損失，局部損失很小， 可以忽略不計(jì)。如果這段直管足夠長(zhǎng)，沿程阻力對(duì)渦流起抑制和消除的作用，會(huì)消除渦流和擾動(dòng)的影響。此時(shí)，流體的雷諾數(shù)小于下臨界雷諾數(shù)，會(huì)形成層流，即壓力在同一半徑上相等，這種情況是理想的。
流體的雷諾數(shù)與管路的直徑、流速、運(yùn)動(dòng)黏度系數(shù)有關(guān)，管路直徑為一定值，但流體的流速及運(yùn)動(dòng)黏度系數(shù)是不可控制且是在不斷變化的，即流體的雷諾數(shù)是變化的，當(dāng)雷諾數(shù)大于上臨界雷諾數(shù)時(shí)，冷凍干燥機(jī)管路中的流體就會(huì)形成紊流。但是，紊流的存在不一定是有害的，從微觀上分析紊流是由于流體各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)跡線各不相同造成的，從而造成了在某一時(shí)刻同一截面上各處壓力分布無(wú)序。
從宏觀上分析紊流可分為兩種：第一種是渦流，渦流分布是有一定規(guī)律的，即由于局部損失造成的渦流會(huì)造成在同一截面上某一點(diǎn)可能在一段時(shí)間內(nèi)總高于或低于另外一點(diǎn)。這種情況，是應(yīng)極力避免的，它會(huì)造成各板之間流量分配不均。第二種是由于上游渦流引起的紊流，在下游某一截面上在不同的點(diǎn)上壓力無(wú)規(guī)則分布，在不同的時(shí)刻在同一點(diǎn)上壓力也不相同，但在一段時(shí)間內(nèi)某一截面上的壓力分布則是有規(guī)律的。
在冷凍干燥機(jī)分配器前加一段直管可以起到整理液流的作用，使分流器入口盡量遠(yuǎn)離渦流，使各通路的流量分配均勻。
2、分配器與捕霜板之間連接的改進(jìn)
對(duì)于冷凍干燥機(jī)分配器與捕霜板之間位置的空間分布來(lái)說(shuō)，如果按Z近路徑方式連接，會(huì)使各通路長(zhǎng)度不相等，沿程阻力各不相同，從而導(dǎo)致流量分配不均勻。因此，在裝配焊接時(shí)，要求各捕霜板與分配器之間連接管長(zhǎng)度相同，但由于分配器到各板之間距離不同，因此連接管采用了一種近似于螺旋的結(jié)構(gòu)， 這樣不但使連接管長(zhǎng)度相同，而且保證了各通路路徑近似相同，使流經(jīng)各通路的流體沿程阻力和局部損失基本相同，從而保證了流量的分配均勻。
在采用了以上措施后，我們?cè)诶鋬龈稍餀C(jī)調(diào)試過(guò)程中觀察發(fā)現(xiàn)，每塊板上結(jié)霜厚度較均勻，各捕水板之間的結(jié)霜厚度差別較小，達(dá)到了預(yù)期的目的。
