制冷系統(tǒng)是高速及速冷凍離心機石油離心機的常用配置,離心機制冷系統(tǒng)設計是否合理直接影響到腔體內(nèi)溫度場以及轉(zhuǎn)子內(nèi)樣本試劑溫度。通過理論和實驗方法初步測定了離心機碳纖維轉(zhuǎn)子與空氣摩擦所產(chǎn)生的熱量,并根據(jù)該熱量設計制冷系統(tǒng)。從能量學的觀點看,離心機在達到穩(wěn)態(tài)后電動機的輸出功率反應為離心機轉(zhuǎn)子的功耗,此時,離心機轉(zhuǎn)子的動能增量為零,轉(zhuǎn)子的功耗主要轉(zhuǎn)化成熱能的形式,一部分分布在離心機轉(zhuǎn)子上,一部分通過轉(zhuǎn)子表面?zhèn)鬟f至腔體空氣中。在計算離心腔內(nèi)發(fā)熱量時作以下假設:1)電機輸出電能全部轉(zhuǎn)化為摩擦力做功。2)摩擦力做功中90%轉(zhuǎn)化為熱能。3)由于碳纖維材料良好的絕熱性能,忽略摩擦熱向轉(zhuǎn)子內(nèi)部的熱傳導,即認為轉(zhuǎn)子與空氣高速摩擦所產(chǎn)生的摩擦熱全部傳遞給離心腔內(nèi)空氣。通過實驗測得轉(zhuǎn)速n=13000r/min并達到穩(wěn)定時電機輸入功率P=2.2kW,電機功率因數(shù)η=0.85,離心機腔體發(fā)熱量即摩擦熱為Q=0.9Pη=1683W。2.2離心機制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器設計計算