冷凍式干燥機(jī)的工作原理及影響因素

    簡(jiǎn)單的說(shuō),沸騰換熱就是變相流體換熱的一種.

    工質(zhì)在飽和溫度下吸收熱量由液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程稱為汽化.沸騰換熱是伴隨著相變的對(duì)流換熱,在冷干機(jī)制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器的換熱方式就是沸騰換熱.壓縮空氣冷干機(jī)中,壓縮空氣就是蒸發(fā)器中被制冷劑沸騰換熱所產(chǎn)生的冷量進(jìn)行冷卻的.沸騰分為大容器沸騰,也稱池內(nèi)沸騰和管內(nèi)沸騰兩種.

    制冷系統(tǒng)中的制冷劑(氟利昂)在蒸發(fā)器中沸騰,屬于典型的管內(nèi)沸騰.由于受沸騰空間的限制,使沸騰產(chǎn)生的制冷劑蒸汽和液體混合在一起,構(gòu)成了氣液兩相混合物,因此制冷系統(tǒng)的管內(nèi)沸騰設(shè)計(jì)到管內(nèi)兩相流動(dòng)問(wèn)題.

    剛進(jìn)入管內(nèi)的制冷劑液體溫度低于飽和溫度,這是流體與管壁之間的換熱是液體對(duì)流換熱;之后液體在壁面附近被加熱到飽和溫度,此時(shí)管壁上有氣泡產(chǎn)生,屬于過(guò)冷沸騰;隨后制冷劑液體溫度在整個(gè)管道截面上逐漸上升到飽和溫度,便開始進(jìn)入飽和態(tài)沸騰;在繼續(xù)加熱過(guò)程中,直到液體完全汽化而進(jìn)入單相對(duì)流換熱過(guò)程.

    沸騰對(duì)流換熱系數(shù)除了與液體的物理性質(zhì)參數(shù)之外,還收到沸騰液體的潤(rùn)濕能力、導(dǎo)熱性能以及壁面材料、表面形狀等因素的影響.在制冷設(shè)備的設(shè)計(jì)與維護(hù)管理中,影響沸騰換熱的因素很多.

    液體表面壓力的大小決定了液體的沸點(diǎn)飽和溫度的高低.在飽和狀態(tài)下,壓力越低,沸點(diǎn)就越低,換熱溫差就越大,越有利用沸騰換熱.因此在制冷系統(tǒng)中,保持蒸發(fā)器一定的沸騰溫差是非常有利的.

    在制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器管路內(nèi),不凝結(jié)氣體,如空氣的存在會(huì)使蒸發(fā)器內(nèi)總的壓力升高,從而導(dǎo)致制冷劑沸點(diǎn)的升高,換熱溫差下降,亞種影響蒸發(fā)器的吸熱制冷.因此應(yīng)嚴(yán)禁不凝結(jié)氣體進(jìn)入制冷系統(tǒng)內(nèi).

    在大容器沸騰中,當(dāng)傳熱表面上液位足夠高時(shí),沸騰對(duì)流傳熱系數(shù)與液位高低無(wú)關(guān).但當(dāng)液位降低到一定值時(shí),沸騰對(duì)流換熱系數(shù)會(huì)明顯隨液位的降低而升高,這一特定的液位稱為臨界液位.因此,采用滿液式蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng),蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑頁(yè)面不能過(guò)高,否則,將導(dǎo)致制冷效果降低.

    換熱器表面的無(wú)敵小凹坑很容易產(chǎn)生汽化核心,這有利于加強(qiáng)對(duì)流沸騰換熱.為了加強(qiáng)換熱,可在沸騰換熱一側(cè)的管道表面采用散熱肋片等結(jié)構(gòu).