第二百六十二章 现实版本的‘明日，母校以你为荣’！ (第1/2页)
实验室里，余华极其专注，左手握着粗粮馒头补充能量，右手握着铅笔，没有借助任何画图工具，在专用图纸空白页画出一条条笔直的线条和符号，标记各种设计参数。
这张专用图纸的顶端，写着——【百级空分设备压缩机总体结构图纸】字样。
余华边啃边画，图纸上呈现经过思维计算机数值计算的压缩机总体结构，由二级离心压气机和涡轮构成的进气机组+透平机压缩机组，构成压缩机的总体结构，可以满足整台空分设备性能设计指标。
得到庄教授点拨之后，余华回到实验室就把压缩结构拿了出来，整款透平式压缩机综合空分设备的设计指标和当前加工条件，采用类航空发动机压气机结构设计，风扇级数二级，工作压力为0.48兆帕，理论压缩性能达到每小时1200立方米空气。
是的，二级风扇。
受限于材料和制造水平的原因，这个二级透平式压缩机，已经达到目前中华材料和制造水平的极限，想要采用更多级数的风扇，必须在材料和制造水平上取得突破性进展。
很可惜，这点并不现实。
好在，二级透平式压缩结构的压缩性能符合设计指标，完全够用。
活塞式压缩结构的上限或许只有近千立方米每小时，但透平式压缩结构不一样，它的下限，就是活塞式压缩结构的上限。
两者之间的差距，如果要举个最直观的例子，那就是活塞式螺旋桨飞机和喷气式飞机。
当前市面上空分设备的制氧效率为什么这么低，究其原因，与效率极低且落后的活塞式压缩结构离不开关系。
“压缩机总体结构基本算是搞定了，空气经过透平压缩机和空气冷却塔，压力达到0.5兆帕，温度约303K左右，为了提升纯度，这里要加一个专门的空气过滤器，配合进气机组设置的空气过滤器，尽可能过滤空气杂质和灰尘，完成净化步骤，空气进入换热器进行热交换降温……”余华看了一眼空分设备压缩机总体结构，确认无误，回过头来，目光放到空分设备总体结构上：“换热制冷系统该采用什么结构的冷凝蒸发器呢？”
压缩机总体结构空分设备总体结构是两码事，压缩只是制氧的第一步。
为了提高氧气的纯度，首先要对加压过后的空气进行一次高效净化，再将空气送入冷凝蒸发器进行热交换，经过换热降温，最终送入空气冷却塔制冷精馏，经过深低温精馏处理便可得到99.95%的高纯度氧气。
从工作原理角度出发，看起来很简单对不对？
有种我上我也行的感觉。
然而，不谈技术难度最高的压缩机，冷凝蒸发器和空气冷却塔随便拎一个出来，都能令目前空分设备领域的专家和工程师两眼抓瞎。
内部结构是什么，运行机制和原理又是什么，该采用何种控制方法和检测方法，每一个都是技术难题。
空分设备换热制冷系统由冷凝蒸发器构成基本散热单元，这是一个必须解决的技术难题，不能使其成为整个空分设备子系统的短板。
现实情况就是这么残酷，一个木桶能装多少水，并不取决于最长那块木板，而取决于最短的那块木板，想装得更满，必须补最短的木板。
空分设备亦是如此，所有子系统，必须满足每小时1014立方米空气和每小时202.8立方米氧气的设计指标。
对于这个情况，余华倒是没有害怕，面色自然，眼中透出理性之意，由理性与逻辑构成的脑海高速运转，思考冷凝蒸发器散热结构。
由于传统的冷凝蒸发器无法满足设计指标，必须采用新的散热结构。
要创新，那么就得从最基本的工作原理角度出发。
冷凝蒸发器主要用于各通道中的冷热流体流通换热制冷，为了高效散热制冷，这意味着冷凝散热器必须拥有足够的散热面积，以及更好的散热材料。
“传统散热结构肯定不行，不过，我可以借助电脑CPU的风冷散热器为原型，利用多层板翅和散热管道的结构，如此一来，散热结构在不增加尺寸的情况下，其散热面积可以提升几十倍。”
余华脑海细细思索，忽然，灵光乍现，脑海浮现后世电脑风冷散热器的模样，以此为灵感源泉作为冷凝蒸发器的设计思路。
散热器！
经典的玄冰四百散热器！
“从导热系数讲，银的导热系数最高，不过，根据地用不起银质散热结构，只能在铜和铝之间选择，铜的好处在于导热系数高，缺点为比热容低，必须采用大风量风扇或者液态降温，铝的情况则完全相反。”有了设计灵感，余华想好散热结构之后，立即思考散热片材料的问题。
银、铜、铝，导热领域的三兄弟，老大银，老二铜，老三铝，三种材料各有各的好。
铜的导热系数高达400W/m·K，比热容为386KJ/kg·K。
铝的导热系数为237W/m·K，比热容为900KJ/kg·K。
从导热系数上说，铜几乎是铝的一倍。
从比热容上说，铝几乎是铜的三倍。
从成本角度讲，抛开两种金属受到严格管制无法大量购买不谈，单论理论价格，铜比铝贵四倍。
至于导热材料的扛把子银，Emmm……
银的材料性能极佳，导热系数最高，比热容比铝还高，这是一种理论上完美的散热片材料。
可惜……
用不起。
“还是用铝吧，铜虽然好，但这种稀缺金属资源只能用在刀刃上，不过流通管道必须用紫铜。”余华一番权衡考量，最终选择了老三铝。
结构和材料初步敲定，余华没有耽搁，以最快速度取出一张专用图纸，画出冷凝蒸发器的详细结构。
图纸之上，整个冷凝蒸发器看起来极为眼熟，由多层板翅作为散热结构，每一层铝制板翅表面积约为1.5平方米，总数量为三百片左右，总散热面积达到450平方米。
对电脑DIY爱好者而言，这就是一个超大号风冷散热器。
只不过，这个超大号风冷散热器的使用对象并不是CPU，而是氧气。
图纸上的初始设计结构呈现而出，余华启用思维计算机，根据各种参数构建冷凝蒸发器的数学模型，展开模拟计算测试。
数秒后，整个模拟计算测试结束，测试数据显示——冷凝蒸发器达到设计指标。
“如果中间再加上两组紫铜热管通道，散热效率应该还会再增加。”余华摸了摸下巴，对于原始版本的冷凝蒸发器不是特别满意，认为还有改进的地方，随即在蒸发器中部添加了两组紫铜热管通道。
这个改进在提升散热效率的同时，没有增加制造难度，勉强算一个小创新。
很快，余华完善改进型冷凝蒸发器，马不停蹄进行第二次模拟计算测试。
第二次模拟计算测试数据显示，改进型冷凝散热器散热效率相较原始版本，提升幅度为13.92%，每小时能处理50立方米液氧和200立方米液氮。
“好，就用这个设计，整个换热制冷系统只需要四个冷凝蒸发器基本单元，两个一组，一组作为低温级冷凝系统，一组作为高温级蒸发。”
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