實驗室裡,餘華極其專注,左手握著粗糧饅頭補充能量,右手握著鉛筆,沒有藉助任何畫圖工具,在專用圖紙空白頁畫出一條條筆直的線條和符號,標記各種設計引數。
這張專用圖紙的頂端,寫著——【百級空分裝置壓縮機總體結構圖紙】字樣。
餘華邊啃邊畫,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,可以滿足整臺空分裝置效能設計指標。
得到莊教授點撥之後,餘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裝置的設計指標和當前加工條件,採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0.48兆帕,理論壓縮效能達到每小時1200立方米空氣。
是的,二級風扇。
受限於材料和製造水平的原因,這個二級透平式壓縮機,已經達到目前中華材料和製造水平的極限,想要採用更多級數的風扇,必須在材料和製造水平上取得突破性進展。
很可惜,這點並不現實。
好在,二級透平式壓縮結構的壓縮效能符合設計指標,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。
當前市面上空分裝置的製氧效率為什麼這麼低,究其原因,與效率極低且落後的活塞式壓縮結構離不開關係。
“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0.5兆帕,溫度約303K左右,為了提升純度,這裡要加一個專門的空氣過濾器,配合進氣機組設定的空氣過濾器,儘可能過濾空氣雜質和灰塵,完成淨化步驟,空氣進入換熱器進行熱交換降溫……”餘華看了一眼空分裝置壓縮機總體結構,確認無誤,回過頭來,目光放到空分裝置總體結構上:“換熱製冷系統該採用什麼結構的冷凝蒸發器呢?”
壓縮機總體結構空分裝置總體結構是兩碼事,壓縮只是製氧的第一步。
為了提高氧氣的純度,首先要對加壓過後的空氣進行一次高效淨化,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製冷精餾,經過深低溫精餾處理便可得到99.95%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,都能令目前空分裝置領域的專家和工程師兩眼抓瞎。
內部結構是什麼,執行機制和原理又是什麼,該採用何種控制方法和檢測方法,每一個都是技術難題。
空分裝置換熱製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裝置子系統的短板。
現實情況就是這麼殘酷,一個木桶能裝多少水,並不取決於最長那塊木板,而取決於最短的那塊木板,想裝得更滿,必須補最短的木板。
空分裝置亦是如此,所有子系統,必須滿足每小時1014立方米空氣和每小時202.8立方米氧氣的設計指標。
對於這個情況,餘華倒是沒有害怕,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。
由於傳統的冷凝蒸發器無法滿足設計指標,必須採用新的散熱結構。
要創新,那麼就得從最基本的工作原理角度出發。
冷凝蒸發器主要