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冷干机换热类型及影响换热效率原因

来源:杭州超滤实业有限公司 发表时间:2018-05-17 08:02 阅读:
  冷干机换热主要分为沸腾换热以及凝结换热,其区别是什么?影响换热效率的因素有哪些?下面跟超滤实业一起了解下影响冷干机换热因素是什么?
 
 

什么是沸腾换热?

 
  沸腾换热是变相流体换热的一种。工质在饱和温度下吸收热量由液态变成气态的过程称为汽化。沸腾换热是伴随着相变的对流换热,在制冷系统中,蒸发器的换热方式就是沸腾换热。压缩空气冷干机中,压缩空气就是蒸发器中被制冷剂沸腾换热所产生的冷量进行冷却的。
 
  沸腾分为大容器沸腾,也称池内沸腾和管内沸腾两种。
 

沸腾换热是怎样进行的?

 
  制冷系统中的制冷剂(氟利昂)在蒸发器中沸腾,属于典型的管内沸腾。由于受沸腾空间的限制,使沸腾产生的制冷剂蒸汽和液体混合在一起,构成了气液两相混合物,因此制冷系统的管内沸腾设计到管内两相流动问题。
 
  刚进入管内的制冷剂液体温度低于饱和温度,这是流体与管壁之间的换热是液体对流换热;之后液体在壁面附近被加热到饱和温度,此时管壁上有气泡产生,属于过冷沸腾;随后制冷剂液体温度在整个管道截面上逐渐上升到饱和温度,便开始进入饱和态沸腾;在继续加热过程中,知道液体完全汽化而进入单相对流换热过程。
 
  沸腾对流换热系数除了与液体的物理性质参数之外,还收到沸腾液体的润湿能力、导热性能以及壁面材料、表面形状等因素的影响。在制冷设备的设计与维护管理中,影响沸腾换热的因素很多。
 
  1.液体的表面压力
 
  液体表面压力的大小决定了液体的沸点饱和温度的高低。在饱和状态下,压力越低,沸点就越低,换热温差就越大,越有利用沸腾换热。因此在制冷系统中,保持蒸发器一定的沸腾温差是非常有利的。
 
  2.液位高度
 
  在大容器沸腾中,当传热表面上液位足够高时,沸腾对流传热系数与液位高低无关。但当液位降低到一定值时,沸腾对流换热系数会明显随液位的降低而升高,这一特定的液位称为临界液位。因此,采用满液式蒸发器的制冷系统,蒸发器内制冷剂页面不能过高,否则,将导致制冷效果降低。
 
  3.不凝结气体
 
  在制冷系统的蒸发器管路内,不凝结气体,如空气的存在会使蒸发器内总的压力升高,从而导致制冷剂沸点的升高,换热温差下降,亚种影响蒸发器的吸热制冷。因此应严禁不凝结气体进入制冷系统内。
 
  4.沸腾表面的结构
 
  换热器表面的无敌小凹坑很容易产生汽化核心,这有利于加强对流沸腾换热。为了加强换热,可在沸腾换热一侧的管道表面采用散热肋片等结构。
 

影响冷干机凝结换热的因素有哪些

 
  什么是冷干机凝结换热?
 
  凝结换热是变相流体换热的一种。工质在饱和温度下释放热量,由气态转为液态的过程称为凝结(或冷凝)。凝结换热是伴随着相变的对流换热,是制冷系统中冷凝器的主要换热方式。蒸汽同低于饱和温度的冷壁接触,就会凝结成液体。
 
  在壁面上凝结液体的形式有两种。一种是膜状凝结,其凝结液能很好得润湿壁面,在壁面上形成一层完整的液膜像下流动。
 
  另一种是珠状凝结,其凝结液不能润湿壁面而聚结成一个个液珠向下滚动。由于珠状凝结,壁面除液珠粘住的部分外,其余都裸露于蒸汽中,因此其换热热阻比膜状凝结要小得多,珠状凝结的换热系数可达膜状凝结的几十倍。在工业设备中大量出现的是膜状凝结。
 
  蒸汽压力对冷干机凝结换热有何影响?
 
  在制冷系统的冷凝器中,制冷剂蒸汽压力通常称为冷凝高压,该压力对冷凝器中的凝结换热影响很大,因为蒸汽压力的大小决定了气体的冷凝温度(饱和温度)的高低。在饱和状态下,压力越大,冷凝温度越高,与壁温换热温差就越大,越有利于凝结换热。因此,在制冷系统中保持冷凝器内的一定高压是必须的。
 
  为什么制冷系统中不允许混有不凝性气体?
 
  所谓不凝结气体指的是空气、氮气之类的气体,他们通常压力下不会凝结成液体。不凝性气体在制冷系统中即使含量甚微,也会对凝结换热产生是否有害的影响。
 
  换热器铜管表面为什么必须惊醒清洁处理?
 
  冷却表面清洁度对换热效果有很大影响。若冷却表面粗糙、有锈层或有油膜时,会增加液膜流动阻力,从而使液膜加厚,增大热阻,可使对流凝结系数降低30%左右。因此,要注意保持冷凝器壁面光滑与清洁,注重冷凝器的排油操作。
 
  冷却面的排列方式对凝结换热有何影响?
 
  冷凝器换热铜管管束有多种排列方式。对于多排横向管束,其凝结换热系数α与管子的排列方式有关。由于制冷剂凝结液要从上面管排流至下面管排,使越往下面的管排上的液膜越厚,α也就越小。齐纳白排列方式由于可减少凝结液在下排上暂留,平均换热系数较大。
 

如何强化凝结换热?

 
  凝结换热时只要热阻在凝结一侧。强化换热的基本原则是精良减小滞留在壁面液膜的厚度。方法有:
 
  ①在凝结表面加工出尖峰,使凝结液膜拉薄。可采用低肋管或锯齿管等高效冷凝表面,其冷凝表面的对流传热系数可比光管体改一个数量级。
 
  ②在凝结表面加工沟槽,使液膜分段排泄,以提高液膜排泄速度。

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