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影響冷干機凝結換熱的因素.

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2018-08-15 19:25【

什么是冷干機凝結換熱?


凝結換熱是變相流體換熱的一種。工質在飽和溫度下釋放熱量,由氣態轉為液態的過程稱為凝結(或冷凝)。凝結換熱是伴隨著相變的對流換熱,是制冷系統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,就會凝結成液體。


在壁面上凝結液體的形式有兩種。一種是膜狀凝結,其凝結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,其凝結液不能潤濕壁面而聚結成一個個液珠向下滾動。由于珠狀凝結,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要小得多,珠狀凝結的換熱系數可達膜狀凝結的幾十倍。在工業設備中大量出現的是膜狀凝結。


為什么冷干機換熱設備多半采用臥式布置?

根據相似理論景象的實驗整理,蒸汽層流膜狀凝結時換熱系數與換熱銅管的布置方式有關。在其他條件相同時,橫管平均換熱系數αH與數值平均換熱系數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,當管長l與管徑d的比值為2.86時,αH=αV。


而當l/d >2.86時,αH>αV。例如當αH>0.02m,l=1m時,αH =2.07αV。


為了提高換熱系數,制冷系統中的冷凝器,蒸發器等換熱設備多半采用臥式布置的銅管。


蒸汽壓力對冷干機凝結換熱有何影響?

在制冷系統的冷凝器中,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換熱影響很大,因為蒸汽壓力的大小決定了氣體的冷凝溫度(飽和溫度)的高低。在飽和狀態下,壓力越大,冷凝溫度越高,與壁溫換熱溫差就越大,越有利于凝結換熱。因此,在制冷系統中保持冷凝器內的一定高壓是必須的。


為什么制冷系統中不允許混有不凝性氣體?

所謂不凝結氣體指的是空氣、氮氣之類的氣體,他們通常壓力下不會凝結成液體。不凝性氣體在制冷系統中即使含量甚微,也會對凝結換熱產生是否有害的影響。實驗表明,蒸汽中含有1%重量的空氣,會使凝結對流換熱系數降低60%。因為不凝結氣體層的存在,使蒸汽在抵達液膜表面進行凝結之前,必須以擴散方式穿過不凝結氣體層,使蒸汽與壁面之間的熱阻加大,減弱了熱量的傳遞。因此,排出不凝結氣體是保證制冷系統正常運行的關鍵。


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,可使對流凝結系數降低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。


冷干機蒸汽流速和流向對凝結換熱效果有何影響?

當制冷劑蒸汽流速<10m/s時,通常不考慮流速給凝結換熱造成影響。當蒸汽流速增大且與液膜流動方向相同時,會使膜層減薄,導致凝結換熱系數α增大。例如流速為70m/s時,當換熱系數大到靜止時的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,都會促使換熱系數增強。


冷卻面的排列方式對凝結換熱有何影響?


冷凝器換熱銅管管束有多種排列方式。對于多排橫向管束,其凝結換熱系數α與管子的排列方式有關。由于制冷劑凝結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液在下排上暫留,平均換熱系數較大。


如何強化凝結換熱?


凝結換熱時只要熱阻在凝結一側。強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在凝結表面加工出尖峰,使凝結液膜拉薄。可采用低肋管或鋸齒管等高效冷凝表面,其冷凝表面的對流傳熱系數可比光管體改一個數量級。②在凝結表面加工溝槽,使液膜分段排泄,以提高液膜排泄速度。


此文關鍵字:冷干機
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