冷干機換熱類型及影響換熱效率原因

　　沸騰換熱是變相流體換熱的一種。工質在飽和溫度下吸收熱量由液態(tài)變成氣態(tài)的過程稱為汽化。沸騰換熱是伴隨著相變的對流換熱，在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器的換熱方式就是沸騰換熱。壓縮空氣冷干機中，壓縮空氣就是蒸發(fā)器中被制冷劑沸騰換熱所產生的冷量進行冷卻的。

　　沸騰分為大容器沸騰，也稱池內沸騰和管內沸騰兩種。

　　制冷系統(tǒng)中的制冷劑（氟利昂）在蒸發(fā)器中沸騰，屬于典型的管內沸騰。由于受沸騰空間的限制，使沸騰產生的制冷劑蒸汽和液體混合在一起，構成了氣液兩相混合物，因此制冷系統(tǒng)的管內沸騰設計到管內兩相流動問題。

　　剛進入管內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流換熱；之后液體在壁面附近被加熱到飽和溫度，此時管壁上有氣泡產生，屬于過冷沸騰；隨后制冷劑液體溫度在整個管道截面上逐漸上升到飽和溫度，便開始進入飽和態(tài)沸騰；在繼續(xù)加熱過程中，知道液體完全汽化而進入單相對流換熱過程。

　　沸騰對流換熱系數除了與液體的物理性質參數之外，還收到沸騰液體的潤濕能力、導熱性能以及壁面材料、表面形狀等因素的影響。在制冷設備的設計與維護管理中，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飽和溫度的高低。在飽和狀態(tài)下，壓力越低，沸點就越低，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。

　　在大容器沸騰中，當傳熱表面上液位足夠高時，沸騰對流傳熱系數與液位高低無關。但當液位降低到一定值時，沸騰對流換熱系數會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)器內制冷劑頁面不能過高，否則，將導致制冷效果降低。

　　在制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器管路內，不凝結氣體，如空氣的存在會使蒸發(fā)器內總的壓力升高，從而導致制冷劑沸點的升高，換熱溫差下降，亞種影響蒸發(fā)器的吸熱制冷。因此應嚴禁不凝結氣體進入制冷系統(tǒng)內。

　　換熱器表面的無敵小凹坑很容易產生汽化核心，這有利于加強對流沸騰換熱。為了加強換熱，可在沸騰換熱一側的管道表面采用散熱肋片等結構。

　　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(tài)轉為液態(tài)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(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(yè)設備中大量出現的是膜狀凝結。

　　蒸汽壓力對冷干機凝結換熱有何影響？

　　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(tài)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(tǒng)中保持冷凝器內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(tǒng)中即使含量甚微，也會對凝結換熱產生是否有害的影響。

　　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。

　　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：

　?、僭谀Y表面加工出尖峰，使凝結液膜拉薄?？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可比光管體改一個數量級。

　?、谠谀Y表面加工溝槽，使液膜分段排泄，以提高液膜排泄速度。