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蒸发器的工作原理

2013-09-13 11:09:05 976

蒸发器是制冷系统的主要换热部件之一.经节流降压后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发(沸腾)变为制冷剂蒸气。在蒸发器内吸收被冷却物体的热量而蒸发成制冷剂蒸气,从而使物体温度下降,达到制冷的目的。在电冰箱和空调器中,制冷剂通过蒸发器冷却周围的空气,达到对空气降温、除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低,被冷却物体的温度也越低。在电冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在-20—-26℃,在空调器中调整在5~8℃,制冷剂蒸发过程中会呈现复杂的两相流状态,图3.41所示仅为制冷剂在蒸发器中的变化示意图.

蒸发器的传热量和换热面积、传热温差及传热系数有关。对已选定的蒸发器而言,换热面积一定,因此除适当提高蒸发器的传热温差外,主要应设法提高蒸发器的传热系数,因此应了解影响蒸发器传热的因素。

(l)制冷剂特性对蒸发器传热的影响.制冷剂的许多物理特性,如导热系数、黏度、密度、表面张力、汽化潜热等都对蒸发器的传热有着影响。当导热系数增大、黏度下降、密度增大、汽化潜热增大时,都能使制冷剂侧的传热系数增大。

(2)被冷却介质的特性对蒸发器传热的影响。空气、水和盐水是制冷装置中常见的被冷却介质,蒸发器的传热性能除与其物理性质有关外,还与其流动速度、流动途径(如管内、管外、自由空间流动等)及流动的几何形状等外界因素有关。流速大,流动的几何形状和流动的途径合理,则传热系数增大,但相应的动力消耗及基本设施费用也增大。应通过技术经济分析、比较确定最佳流速与流体通道的布局.

(3)换热面状况对蒸发器传热的影响.制冷剂液体在润湿的表面上汽化时,汽化形成的气泡容易离开加热表面上升,显然润湿的换热表面有利于蒸发器传热。当换热面上形成油膜时,显然增大了传热热阻而不利于蒸发器传热.

(4)蒸发器结构形式对蒸发器传热的影响。蒸发器的结构形式很多,在设计和制作时应使制冷剂蒸气能很快离开传热表面和保持合理的液面高度,有效地充分利用传热表面。另外,在蒸发器换热管制冷剂侧的管壁上加肋,可增大换热面积,提高换热效果。