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紫铜盘管是由单根铜管层叠卷曲而成的连续盘管,在退火过程中,铜盘管的表面会与周围的介质(纯N2)进行热量交换,由于Junker炉采用了强对流技术,炉内气体流速很快,使得铜盘管与周围介质的换热主要以对流的方式进行。

紫铜盘管

铜盘管内部传热主要以导热的方式进行。退火过程中,炉内传热主要包括:铜盘管与氧气的对流换热;铜盘管内部传热;氮气与加热器或冷凝管的对流换热。加热过程中,加热室内的传热包括:循环流动的氮气自上而下流过加热器,与加热器进行对流换热,氮气吸收热量温度升高;在风机的作用下,加热后的氮气又自下而上地从铜盘管表面流过,与温度较低的铜盘管表面进行对流换热,铜盘管表面吸收热量温度迅速升高;铜盘管表面的温度升高,而铜盘管芯部没有和氮气进行对流换热,温度仍较低,这样铜盘管的表面和芯部存在温度差,热量会从高温的铜盘管表面向其芯部以导热的方式进行传递,使铜盘管芯部的温度也升高;氮气与铜盘管表面换热,把一部份热量传递给铜盘管,其温度降低;在风机的作用下,氮气重新流动到加热器附近进行对流换热,再次吸收热量温度升高。

氮气如此往复地与加热器和铜盘管进行对流换热,从而实现了铜盘管退火的升温和保温过程。冷却过程中,冷却室内的传热包括:冷的氮气自下而上地流经热的铜盘管表面进行对流换热,氮气吸收热量温度升高,而铜盘管表面放出热量温度降低;铜盘管表面的温度下降,芯部没有能量的散失而保持较高的溫度,高温的芯部与温度较低的表面出现温度差,热量从芯部传向表面,芯部温度降低;吸收热量后的氮气在风机的作用下流过炉壁两侧的水冷箱,与水冷箱进行对流换热,水冷箱再将热量传给循环流动的冷凝水,这样热量就被带出去。如此循环,整个铜盘管的温度就不断降低,直至达到规定的出炉温度出炉。

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