影響冷干機(jī)凝結(jié)換熱的因素.
什么是冷干機(jī)凝結(jié)換熱?
凝結(jié)換熱是變相流體換熱的一種,。工質(zhì)在飽和溫度下釋放熱量,,由氣態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)的過程稱為凝結(jié)(或冷凝)。凝結(jié)換熱是伴隨著相變的對流換熱,,是制冷系統(tǒng)中冷凝器的主要換熱方式,。蒸汽同低于飽和溫度的冷壁接觸,就會凝結(jié)成液體,。
在壁面上凝結(jié)液體的形式有兩種,。一種是膜狀凝結(jié),其凝結(jié)液能很好得潤濕壁面,,在壁面上形成一層完整的液膜像下流動,。
另一種是珠狀凝結(jié),其凝結(jié)液不能潤濕壁面而聚結(jié)成一個個液珠向下滾動,。由于珠狀凝結(jié),,壁面除液珠粘住的部分外,其余都裸露于蒸汽中,因此其換熱熱阻比膜狀凝結(jié)要小得多,,珠狀凝結(jié)的換熱系數(shù)可達(dá)膜狀凝結(jié)的幾十倍,。在工業(yè)設(shè)備中大量出現(xiàn)的是膜狀凝結(jié)。
為什么冷干機(jī)換熱設(shè)備多半采用臥式布置,?
根據(jù)相似理論景象的實(shí)驗(yàn)整理,,蒸汽層流膜狀凝結(jié)時換熱系數(shù)與換熱銅管的布置方式有關(guān)。在其他條件相同時,,橫管平均換熱系數(shù)αH與數(shù)值平均換熱系數(shù)αV的比值為:
αH/αV=(0.725/0.943)*(l/d)1/4=0.77*(l/d)1/4
由此可見,,當(dāng)管長l與管徑d的比值為2.86時,αH=αV,。
而當(dāng)l/d >2.86時,,αH>αV。例如當(dāng)αH>0.02m,,l=1m時,,αH =2.07αV。
為了提高換熱系數(shù),,制冷系統(tǒng)中的冷凝器,,蒸發(fā)器等換熱設(shè)備多半采用臥式布置的銅管。
蒸汽壓力對冷干機(jī)凝結(jié)換熱有何影響,?
在制冷系統(tǒng)的冷凝器中,,制冷劑蒸汽壓力通常稱為冷凝高壓,該壓力對冷凝器中的凝結(jié)換熱影響很大,,因?yàn)檎羝麎毫Φ拇笮Q定了氣體的冷凝溫度(飽和溫度)的高低,。在飽和狀態(tài)下,壓力越大,,冷凝溫度越高,,與壁溫?fù)Q熱溫差就越大,越有利于凝結(jié)換熱,。因此,,在制冷系統(tǒng)中保持冷凝器內(nèi)的一定高壓是必須的。
為什么制冷系統(tǒng)中不允許混有不凝性氣體,?
所謂不凝結(jié)氣體指的是空氣,、氮?dú)庵惖臍怏w,他們通常壓力下不會凝結(jié)成液體,。不凝性氣體在制冷系統(tǒng)中即使含量甚微,,也會對凝結(jié)換熱產(chǎn)生是否有害的影響。實(shí)驗(yàn)表明,,蒸汽中含有1%重量的空氣,,會使凝結(jié)對流換熱系數(shù)降低60%,。因?yàn)椴荒Y(jié)氣體層的存在,使蒸汽在抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)之前,,必須以擴(kuò)散方式穿過不凝結(jié)氣體層,,使蒸汽與壁面之間的熱阻加大,減弱了熱量的傳遞,。因此,,排出不凝結(jié)氣體是保證制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
換熱器銅管表面為什么必須驚醒清潔處理,?
冷卻表面清潔度對換熱效果有很大影響,。若冷卻表面粗糙、有銹層或有油膜時,,會增加液膜流動阻力,,從而使液膜加厚,增大熱阻,,可使對流凝結(jié)系數(shù)降低30%左右,。因此,要注意保持冷凝器壁面光滑與清潔,,注重冷凝器的排油操作,。
冷干機(jī)蒸汽流速和流向?qū)δY(jié)換熱效果有何影響?
當(dāng)制冷劑蒸汽流速<10m/s時,,通常不考慮流速給凝結(jié)換熱造成影響,。當(dāng)蒸汽流速增大且與液膜流動方向相同時,會使膜層減薄,,導(dǎo)致凝結(jié)換熱系數(shù)α增大。例如流速為70m/s時,,當(dāng)換熱系數(shù)大到靜止時的1.4倍,,流速為50m/s時,α增大約1.36倍,,流速為40m/s時,,α增到約1.28倍,流速為30m/s時,,α增大1.21倍,,流速為20m/s時,α增大1.13倍,。流速反向時,,則α減小。但如果蒸汽流速很大,,由于氣流能打膜層吹離壁面,,都會促使換熱系數(shù)增強(qiáng),。
冷卻面的排列方式對凝結(jié)換熱有何影響?
冷凝器換熱銅管管束有多種排列方式,。對于多排橫向管束,,其凝結(jié)換熱系數(shù)α與管子的排列方式有關(guān)。由于制冷劑凝結(jié)液要從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。齊納白排列方式由于可減少凝結(jié)液在下排上暫留,,平均換熱系數(shù)較大,。
如何強(qiáng)化凝結(jié)換熱?
凝結(jié)換熱時只要熱阻在凝結(jié)一側(cè),。強(qiáng)化換熱的基本原則是精良減小滯留在壁面液膜的厚度,。方法有:①在凝結(jié)表面加工出尖峰,使凝結(jié)液膜拉薄,??刹捎玫屠吖芑蜾忼X管等高效冷凝表面,其冷凝表面的對流傳熱系數(shù)可比光管體改一個數(shù)量級,。②在凝結(jié)表面加工溝槽,,使液膜分段排泄,以提高液膜排泄速度,。