冷阱(水汽凝結(jié)器 )是凍干設備的重要組成部分 ，同時又是凍干機設計中的難點 。冷 阱要求通導能力好 ，保證氣體流動；水蒸氣與冷阱盤管外表面碰撞幾率高 ，提高捕集水蒸氣 的效率 ，保護真空
泵正常運轉(zhuǎn) ；冷阱捕水面積大 ，保證設備有足夠的捕水能力 ；水汽凝結(jié)器捕水勻可靠 ，提高冷阱捕水面積利用率。然而 ，在實際設計 中，由于缺乏對冷阱室內(nèi)氣流組織 的研究 ，設計 出來 的冷阱結(jié) 構龐大，造價高，結(jié)構不合理，造成水汽凝結(jié)器結(jié)霜不均，冷阱捕水 能力下降¨。冷阱室內(nèi)加入合適的導流板 ，對其中的氣 流組織進行優(yōu)化 ，以提高冷阱的捕水能力。

2 凍 干機 冷阱 室?guī)缀?模 型凍干機冷阱室的尺寸為長 400mmx400mm×400mm(長 ×寬 ×高 )，其設計方式為低溫箱式設計方案。冷阱室 內(nèi)的冷源主要為冷阱盤管 、干燥室內(nèi)升華干燥出來的水蒸氣 。進氣 口中心在距離冷阱室底面 147ram，出氣 口中心在距離冷阱室底面 142mm的高度上。冷阱盤管管間距為 40mm，共2排，間距 30mm，材料為紫銅管，具體位置布置

如圖 1所示。

冷阱室外由厚為 100mm的PS材料

3．1 建立控 制 方程

在對冷阱室 內(nèi)的氣 流組織 的模擬 時，為 了簡化計算模型 ，建立數(shù)學模型時作如下假設 ：

(1)模擬過程 中，冷 阱室 內(nèi)的流體選用 干空氣 ，不考慮其在冷阱盤管壁面的相變過程 ；

(2)冷阱室內(nèi)流體為不可壓縮的常物性牛頓流體 ，流動為非定常流動；

(3)冷阱室 內(nèi)與外 界無熱交換發(fā)生 ，為絕熱體；

(4)冷阱盤管冷壁面看作是溫度為 一60~C的恒溫冷壁面；

(5)計算微元體體力只有重力 ，且 z軸豎直
向上 ；
(6)冷 阱室 內(nèi)流 體 的雷 諾 數(shù) 經(jīng) 計 算 小 于
2300，即流動狀態(tài)為層流，即流體在流動過程 中兩層之間沒有相互滲透 ；因此 ，其流動過程主要受質(zhì)量守恒定律 、動量守恒定律和能量守恒定律的控制。這些方程也構成了對冷阱室內(nèi)氣體流動的控制方程：
質(zhì)量守恒方程 (連續(xù)性方程)，即單位時問內(nèi)流體微元體中質(zhì)量 的增加 ，等于 同一時問問隔內(nèi)流人該微元體的凈質(zhì)量 ：