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影响蒸发器传热的主要因素有哪些

信息来源:本站 | 发布日期: 2022-06-10 15:41:10 | 浏览量:785

摘要:

蒸发器与冷凝器是制冷系统中制冷循环的基本设备,均属换热设备,制冷剂在冷凝器中放出热量,在蒸发器中吸收热量,实现制冷循环过程。1.生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作节流后的制冷剂进入蒸发器时的状态为液态或汽液混合状态,制冷剂通过汽化相变吸收热,在给定的压力…

  蒸发器与冷凝器是制冷系统中制冷循环的基本设备,均属换热设备,制冷剂在冷凝器中放出热量,在蒸发器中吸收热量,实现制冷循环过程。

  1.生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作节流后的制冷剂进入蒸发器时的状态为液态或汽液混合状态,制冷剂通过汽化相变吸收热,在给定的压力下,蒸发器内的制冷剂液体吸收热量后汽化沸腾,一开始蒸汽仅在加热表面上一些突起的个别小点上生成,形成汽化核心,汽化核心生成的数量与加热表面上液体过热程度有关。当制冷剂在加热表面上形成许多气泡,并在液体内部逐渐增大而向上生起、破裂,达到沸腾,称之为泡状沸腾;随着加热表面上液体过热程度的增大,制冷剂在加热表面上的汽化核心数目会急剧增多,众多的气泡来不及离开加热表面而汇集成一片,在加热表面上形成一层汽膜,这种状态称为膜状沸腾。

膜状沸腾时,由于汽膜的存在增大了传热热阻,传热系数会急剧下降。应控制生产中蒸发器在泡状沸腾下操作,一般制冷剂液体吸热后在蒸发器内的沸腾都属于泡状沸腾。

  2.控制润滑油进入蒸发器

  当润滑油进入蒸发器传热面上,降低制冷剂液体润湿传热表面的能力,加速气膜的形成,会产生很大的热阻,降低换热效率,制冷量减少。一般油膜厚度为0.1㎜时产生的热阻相当于厚度为33㎜的低碳钢金属壁的热阻。

  3.蒸发器结构应有利于气液分离

  蒸发器结构要保证沸腾过程中产生的蒸气尽快从传热面脱离,应有利于蒸气很快离开传热面并保持合理的液面高度,如设置汽包等。为了充分利用蒸发器传热面,应将节流降压后产生的闪发气体在进入蒸发器前分离掉,在较大制冷系统中,往往在蒸发器前设有气液分离器影响冷凝器传热的主要因素蒸发器与冷凝器是制冷系统中制冷循环的基本设备,均属换热设备,制冷剂在冷凝器中放出热量,在蒸发器中吸收热量,实现制冷循环过程。

  影响冷凝器传热的主要因素:

  1.制冷剂凝结方式

  经压缩后的制冷剂过热蒸汽在冷凝器壁面上的换热是一个冷却冷凝过程,在冷却阶段,制冷剂以显热的形式向冷凝器壁面放;在冷凝阶段,制冷剂以膜状凝结和珠状凝结两种不同换热方式向冷凝器壁面放出凝结潜热。

从换热效果上看,珠状凝结热阻较小,在相同的温差下,珠状凝结的放热量是膜状凝结的15~20倍。

制冷剂蒸汽在冷凝器中的凝结主要属于膜状凝结,膜状冷凝是指若冷凝液能润湿壁面,则在壁面上形成一层液膜,称为膜状冷凝,液膜层越往下越厚,液膜对流传热,提高传热能力的关键是减薄液膜层的厚度;滴状冷凝是指若冷凝液不能润湿壁面,由于表面张力的作用,冷凝液在壁面上形成许多液滴,并沿壁面落下,称为滴状冷凝,直接暴露在蒸气中,传热系数大好多倍。

  2.减少蒸气中不凝气的含量

  若蒸气中含有空气或制冷剂与润滑油在高温下分解出来的不凝气体,当制冷剂蒸气凝结成液体时,不凝性气体随之降温但仍是气体状态,则冷凝器壁面被气体层遮盖,增加了一层附加热阻,使对流传热系数急剧下降。

  为防止冷凝器中积聚过多的不凝性气体,在通常的制冷装置中都装有空气分离器,用来及时排除不凝结气体,对小型氟里昂制冷装置,为使系统简化,也可以在冷凝器上设置放空气管。

  3.减少蒸气中含油润滑油进入冷凝器传热表面

  和进入蒸发器传热表面的原因一样,在传热表面形成油膜,影响传热,造成传热效果差,使冷凝温度升高,冷凝效果变坏。


双效浓缩器、三效浓缩器等多效浓缩器的加料流程

  在中药制药的提取工艺中,水和乙醇是常用的溶剂,中药经过提取过程得到了大量的水(醇)提取液,要得到中药浸膏还须经过浓缩过程,提取物中大量水或乙醇的蒸发需要消耗大量的蒸汽,减少加热蒸汽消耗量的方法有两种:一是减少提取工艺中的溶剂量;二是利用二次蒸汽的剩余热焓量,将单效蒸发装置的每蒸发1kg水需要约1.1kg一次蒸汽的消耗量大大降低,多效浓缩是目前常见的方法。在多效蒸发的过程中,将前一镒的二次蒸汽作为一效的加热蒸汽,理论上讲仅第一效蒸发器需要消耗蒸汽,而且二次蒸汽可以无限地利用下去。

  由于温度差损失,与一次蒸汽相比,二次蒸汽压力、温度总要低些,效数愈多,即蒸汽反复利用愈多,所产出的二次蒸汽的压力、温度也将愈低,因此二次蒸汽的利用次数总是有限度的;从另一方面讲,蒸汽每增加一次利用必增加一台蒸发器,设备投资费用也将随效数的增加而增加,因此多效蒸发效数的确定是一个过程优化的选择。

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