制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)過(guò)程的傳熱計(jì)算

蒸發(fā)中的傳熱系數(shù)K是影響蒸發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要因素之一。根據(jù)傳熱學(xué)知識(shí)知上式忽略了管壁厚度的影響。式中蒸汽冷凝傳熱系數(shù)αo可按膜式冷凝的公式計(jì)算；管壁熱阻RW往往可以忽略；污垢熱阻Rs可按經(jīng)驗(yàn)值估計(jì)，確定蒸發(fā)總傳熱系數(shù)K的關(guān)鍵是確定溶液在管內(nèi)沸騰的傳熱膜系數(shù)ai。研究表明影響ai的因素較多，如溶液的性質(zhì)、濃度、沸騰方式、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)型式及操作條件等。

一、總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值

目前，雖然已有較多的管內(nèi)沸騰傳熱研究，但因各種蒸發(fā)器內(nèi)的流動(dòng)情況難以準(zhǔn)確預(yù)料，使用一般的經(jīng)驗(yàn)公式有時(shí)并不可靠；加之管內(nèi)污垢熱阻會(huì)有較大變化，蒸發(fā)的總傳熱系數(shù)往往主要靠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

二、提高總傳熱系數(shù)的方法

  管外蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)αo通常較大，但加熱室內(nèi)不凝性氣體的不斷積累將使管外傳熱膜系數(shù)αo減小，故須注意及時(shí)排除其中的不凝性氣體以降低熱阻。管內(nèi)沸騰傳熱膜系數(shù)αi涉及到管內(nèi)液體自下而上經(jīng)過(guò)管子的兩相流動(dòng)。在管子底部，液體接受熱量但尚未沸騰，液體與管壁之間傳熱屬單相對(duì)流傳熱，傳熱系數(shù)較��；沿管子向上，液體逐漸沸騰汽泡漸多，起初的傳熱方式與大容積沸騰相近。由于密度差引起的自然對(duì)流會(huì)造成虹吸作用，管中心的汽泡快速帶動(dòng)液體在管壁四周形成液膜向上流動(dòng)，流動(dòng)液膜與管壁之間的傳熱膜系數(shù)逐漸增加并達(dá)最大值。但如果管子長(zhǎng)度足夠，沿管子再向上液膜會(huì)被蒸干，汽流夾帶著霧滴一起流動(dòng)，傳熱系數(shù)又趨下降。因此，為提高全管長(zhǎng)內(nèi)的平均傳熱系數(shù)，應(yīng)盡可能擴(kuò)大膜狀流動(dòng)的區(qū)域。
　　管內(nèi)壁液體一側(cè)的污垢熱阻Rs與溶液的性質(zhì)、管內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)狀況有關(guān)。由于溶液中常含有少量的雜質(zhì)鹽類(lèi)如CaSO4、CaCO3、Mg(OH)2等，溶液在加熱表面汽化會(huì)使這些鹽的局部濃度達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，從而在加熱面上析出，形成污垢層。尤其是CaSO4等，其溶解度隨溫度升高而下降，更易在傳熱面上結(jié)垢，且質(zhì)地較硬，難以清除；以CaCO3為主的垢層質(zhì)地雖軟利于清除，但導(dǎo)熱系數(shù)較��；此外，垢層的多孔性也使其導(dǎo)熱系數(shù)較低。所以即使厚度為1～2mm的垢層也具有較大的熱阻。為降低Rs，工程上可采取定期清理、提高循環(huán)速度、加阻垢劑，或添加少量晶種使易結(jié)晶的物料在溶液中而不是在加熱面上析出等方法。

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