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制药化工原理

制药化工原理. 冷冻. —— 陈岚. 上海理工大学医疗器械与食品学院. 冷冻： 是指用为方法从被冷却物质中吸热并将热量排至周围环境或介质中，从而使被冷却对象达到比周围环境或介质更低的温度。. 冷冻的分类. 普通制冷： t ＞－ 100℃. 按制冷温度不同. 深度制冷：－ 100℃ ＞ t. 蒸汽压缩式制冷. 按制冷方法不同. 蒸汽吸收式制冷. 蒸汽喷射式制冷. 系统流程图. 原理： 和蒸汽压缩式及吸收式制冷相似，均是利用液体汽化时吸收热量来制冷的。 系统组成： 喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀及泵五部分。. 第一节 基本概念. 一、热力学第一定律.

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  1. 制药化工原理 冷冻 ——陈岚 上海理工大学医疗器械与食品学院

  2. 冷冻：是指用为方法从被冷却物质中吸热并将热量排至周围环境或介质中，从而使被冷却对象达到比周围环境或介质更低的温度。冷冻：是指用为方法从被冷却物质中吸热并将热量排至周围环境或介质中，从而使被冷却对象达到比周围环境或介质更低的温度。

  3. 冷冻的分类 普通制冷：t＞－100℃ 按制冷温度不同 深度制冷：－100℃＞t 蒸汽压缩式制冷 按制冷方法不同 蒸汽吸收式制冷 蒸汽喷射式制冷

  4. 系统流程图 原理：和蒸汽压缩式及吸收式制冷相似，均是利用液体汽化时吸收热量来制冷的。 系统组成：喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀及泵五部分。

  5. 第一节 基本概念 一、热力学第一定律 自然界中的一切物质都具有能量，能量可从一种形式转换为另一种形式，从一种物质转移至另一种物质，但总能量保持不变。 进入系统的能量 - 离开系统的能量 系统中积累的能量 即： （H1+Q）-(H2+W)=0

  6. 第一节 基本概念 Q=（H2-H1）+W (12-1) H1:制冷剂进入系统时的焓； H2:制冷剂离开系统时的焓； W：制冷剂对外所做的机械功； Q：外界传递至制冷剂的热量。 当制冷剂被加热时，焓值增加； 当制冷剂被冷却或对外做工时，焓值减少。

  7. 第一节 基本概念 二、热力学第二定律 热量总是自发地由高温物体向低温物体传递；若使热量由低温物体向高温物体传递，则必须消耗一定的外加能量。 （12-2） 若熵变大于零，则表示系统被加热； 若熵变小于零，则表示系统被冷却。

  8. 第一节 基本概念 三、温熵图 等熵线 等温线 等压线 等焓线 饱和曲线 等比容线 等干度线

  9. 第二节 单级蒸气压缩制冷循环 一、逆向卡诺循环 液体蒸发构成循环的基本过程： 1、制冷剂液体在低压低温下蒸发成为低压蒸汽； 2、将该低压蒸汽提高压力成为高压蒸汽； 3、将高压蒸汽冷凝，成为高压液体； 4、高压液体降低压力重新变为低压液体，如此周而复始。系统消耗能量，完成不断地从低温物体吸收热量后，向环境介质放出热量。

  10. 第二节 单级蒸气压缩制冷循环 放热，使高压高温制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体 压缩制冷剂蒸气，提高压力和温度 得到低温低压制冷剂 制冷剂液体吸热、蒸发、制冷

  11. 第二节 单级蒸气压缩制冷循环 二、制冷系数 大小只取决于两个热源的温度； T0 或 ε Tk

  12. 第二节 单级蒸气压缩制冷循环 三、单级蒸汽压缩制冷循环 • 压缩过程（压缩机中进行） • 通过压缩使制冷剂由低温低压的蒸汽变 • 为高温高压气体 • 冷却冷凝过程（冷凝器中进行） • 在冷凝器中冷却冷凝成制冷剂液体 • 节流过程（节流阀中进行） • 压力、温度降低，焓值不变 • 蒸发过程（蒸发器中进行） • 吸热蒸发，变成低温低压制冷剂气体

  13. 第二节 单级蒸气压缩制冷循环 制冷剂的变化过程

  14. 第三节 制冷剂和载冷剂 一、制冷剂 制冷机中把热量从被冷却介质传给环境介质的内部循环流动的工作介质。 1、对制冷剂的要求 热力学性质要求 （1）具有较大的制冷工作范围： 临界温度高、大气压下蒸发温度低、凝固温度低。

  15. 第三节 制冷剂和载冷剂 （2）具有适当的工作压力和压缩比： 蒸发压力：接近且稍高于大气压力， 避免空气渗入。 冷凝压力：不宜过高，减少系统承压和泄漏。 一般 pk≤1.2～1.5Mpa。 压缩比：≠3，且不宜过大。 （3）单位质量制冷量qL要大： 获取相同的制冷量时，可减少制冷剂的循环量。

  16. 第三节 制冷剂和载冷剂 （4）单位体积制冷量qv要大： 压缩机尺寸小，设备小，可减少材料消耗和投资。 （5）绝热指数低：可减少耗功率，降低排气温度，利于润滑。 物理化学性质要求 （1）流动性好（粘度小，密度小）： 可减少流动阻力损失，降低能耗，缩小管径，减少材料消耗。

  17. 第三节 制冷剂和载冷剂 （2）传热性好：可减少传热面积。 （3）安全性好：高温下不分解、不燃、无毒。 （4）化学稳定性好：对金属和非金属材料不腐蚀。注意对制冷系统设备及管道、密封材料选择。 氨：对金属有腐蚀作用，对非金属腐蚀很小。选用无缝钢管，普通橡胶； 氟利昂：对非金属有腐蚀作用，对金属腐蚀小。选用铜管或无缝钢管，特殊橡胶

  18. 第三节 制冷剂和载冷剂 （5）溶油性： 优：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定； 缺：但易在热交换设备中形成油膜而影响传热。 溶油性差 优：润滑好，不易形成油膜，传热好； 缺：但在蒸发器中会引起t0升高。 溶油性好

  19. 第三节 制冷剂和载冷剂 （6）溶水性 优：制冷剂纯， t0稳定； 缺：游离态的水会在低温处结冰而发生“冰堵”。 溶水性差 优：不会发生“冰堵”； 缺：提高t0、氨溶于水中易 腐蚀金属。 溶水性好

  20. 第三节 制冷剂和载冷剂 二、载冷剂 将制冷装置的制冷量传递给被冷却介质的媒介物质。 1、选择要求 1）工作温度范围内始终呈液态，不凝固、不汽化； 2）无毒、无刺激性，环保、安全，腐蚀性小； 3）比热大，同样质量则载冷量大，传热性好； 4) 流动性好，密度小，粘度小，流动阻力小；来源广泛，价低易得。

  21. 第三节 制冷剂和载冷剂 2、常用载冷剂 1）水：空调系统中常用的载冷剂 但只能做0℃以上的载冷剂。 2) 盐水溶液：NaCl、CaCl2、MgCl2 可做0℃以上的载冷剂。 3) 有机物及其水溶液： 甲醇、乙二醇、丙三醇。

  22. 冷凝器 水冷冷凝器 蒸发式冷凝器 风冷冷凝器 淋激式冷凝器 卧室列管式 套管式壳管式 省水，造价低，结构简单，水垢易清除，体积小 省水，造价低，结构简单，可现场制作，水垢易清除；金属耗量大，占地面积大 不需水，安装简单，可置于屋面；传热系数小，受环境温度影响大，恶化环境，除尘困难 传热系数高，机组占地面积小，结构简单；金属耗量大，清洗困难，水阻力大 传热系数高，耗水量小，占空间小；水质要求高，清洗不易，留出拔管空间 第四节 制冷系统及设备的选用 一、冷凝器

  23. 第四节 制冷系统及设备的选用

  24. 第四节 制冷系统及设备的选用

  25. 第四节 制冷系统及设备的选用 冷凝器传热过程 传热系数

  26. 第四节 制冷系统及设备的选用

  27. 第四节 制冷系统及设备的选用

  28. Thank you ! 制药化工原理

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