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冷凝器中的传热先容

文章出处:寒雪制冷 人气:发表时间:2018-11-14 14:51

冷凝器内制冷剂与周围介质进行热交换时,存在一些热阻,它由制冷剂冷凝时生成的液膜、管壁以及沉积在管壁内外表面上的污垢所产生的热阻。


影响冷凝器传热强度的主要因素有:


(一)制冷剂冷凝时的放热系数

制冷剂冷凝时的放热系数,取决于制冷剂蒸气凝结的形式,根据制冷剂液体和壁面的润湿情况可分为膜状凝结和珠状凝结。由于液体薄膜的导热系数很小,则热阻就很大。而珠状凝结,不形成完整的薄膜,因此,珠状凝结时的放热系数比膜状凝结时大得多,一般可达15~20倍。


但实际生产中出现的多为膜状凝结。故实际计算中,为保证冷凝器的凝结效果,均以膜状凝结作为计算依据。


制冷剂蒸气的流速和流向也是一个影响因素,若蒸气流向和冷凝液流向一致,则冷凝液能迅速下降,液膜变薄,提高放热系数;流向相反,液膜增厚,降低放热系数。如果蒸气流速大到可以吹得液膜脱离壁面,则也可以提高放热系数。


制冷剂蒸气中含不凝性气体时,随制冷剂蒸气的冷凝,不凝性气体将逐渐积聚在冷凝器壁附近,形成很薄的空气层,但由于气体的导热系数很小,阻很大,因此大大降低了冷凝时的放热系数。

另外,对于冷凝壁面比较粗糙或有氧化表皮,均会影响液膜下降的速度,而冷凝管的横竖排布也会影响液膜的厚薄。

从以上分析可得出结论,要提高冷凝时的放热系数,其结构和系统的设计必须使冷凝形成的液体及时从冷凝壁面移去,并保持管壁的光洁。

(二)冷却介质——水(或空气)侧的放热系数


从增强传热的观点来看,应尽量提高冷却介质的流速,以提高放热系数。另外,较高的流速还可以降低污垢的沉积,减少冷却介质侧污垢的影响。但流速超过一定数值之后,使流动阻力增大,势必增加输送机械的流量和功率。因此,应对之进行技术经济分析,选择最佳的流速。一般冷凝器内,水的流速为0.8~1.2m/S(氨、钢管)或小于2.5m/s(氟利昂、铜管),空气的流速为2?4m/s。

(三)制令剂传热面上油膜的影响


在氨冷凝器里,从制冷压缩机带出来的润滑油附于管壁而成为沉积物。这层油膜虽然很薄(约0.05~0.08mm),但油的导热系数(A=0.14W/(m?K))很小,油膜的热阻较大,大大影响传热。制冷系统里的油,除了在压缩机中,都是无益的。因此,从压缩机排出的制冷剂蒸气,必须要先进入油分离器,除去制冷剂蒸气中所含的润滑油,以免带入整个制冷系统。这对氨制冷系统是十分重要的。在氟利昂制冷系统中,由于油溶解于氟利昂液体中,因此冷凝管壁上就不会形成油膜。

(四)冷却介质传热面上污垢的影响

水冷式冷凝器,水一侧污垢的热阻包括水垢、锈蚀以及污泥杂质等的附加热阻,污垢的传热系数一般较小,如水垢的导热系数2.326W/(m.K),这就影响热的传递。空冷式冷凝器,空气侧污垢同样影响热的传递,所以在实际操作中应经常除去冷却介质侧传热面上的污垢,以利热的传递。

 


 

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