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        氣源凈化技術(shù)問答

        2014-11-27 02:56:48
        壓縮機(jī)技術(shù) 2014年3期
        關(guān)鍵詞:銅管傳熱系數(shù)制冷劑

        11 .什么是沸騰換熱?

        答:沸騰換熱是變相流體換熱的一種。

        工質(zhì)在飽和溫度下吸收熱量由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。沸騰換熱是伴隨相變的對流換熱,在制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器的主要換熱方式就是沸騰換熱。壓縮空氣冷凍式干燥機(jī)中,壓縮空氣就是在蒸發(fā)器中被制冷劑沸騰換熱所產(chǎn)生的冷量進(jìn)行冷卻的。

        當(dāng)壁溫 高于液體(通常是液態(tài)下的制冷劑)的飽和溫度 時(shí),就會發(fā)生液體的沸騰吸熱現(xiàn)象。沸騰的特征是液體內(nèi)部不斷地產(chǎn)生氣泡,這些氣泡在換熱表面上的某些地方(稱為汽化核心)不斷產(chǎn)生、長大,脫離壁面,并穿過液體層進(jìn)入上部的氣相空間,使換熱表面和液體內(nèi)部都受到強(qiáng)烈擾動。對于同一種流體而言,沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)一般要比無相變的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高得多,例如常壓下,水的沸騰對流傳熱系數(shù)可達(dá)5×104W/m2,而強(qiáng)制對流時(shí)的換熱系數(shù)最高才為104W/(m2·℃)。

        沸騰分為大容器沸騰(也稱池內(nèi)沸騰)和管內(nèi)沸騰兩種。

        12 .制冷系統(tǒng)中沸騰換熱是怎樣進(jìn)行的?

        答:制冷系統(tǒng)中制冷劑(氟利昂)在蒸發(fā)器里的沸騰,屬于典型的管內(nèi)沸騰。由于受沸騰空間的限制,使沸騰產(chǎn)生的制冷劑蒸汽和液體混合在一起,構(gòu)成了氣液兩相混合物,因此制冷系統(tǒng)的管內(nèi)沸騰涉及到管內(nèi)兩相流動問題。

        剛進(jìn)入管內(nèi)的制冷劑液體溫度低于飽和溫度,這時(shí)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(shí)管壁上有氣泡產(chǎn)生,屬于過冷沸騰;隨后制冷劑液體溫度在整個(gè)管道截面上逐漸上升到飽和溫度,便開始進(jìn)入飽和核態(tài)沸騰;在繼續(xù)加熱過程中,直到液體完全汽化而進(jìn)入單相對流換熱過程。

        13 .換熱器銅管表面為什么必須進(jìn)行清潔處理?

        答: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(shí),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(jié)系數(shù) 降低30%左右。

        因此,要注意保持冷凝器壁面的光滑與清潔,注重冷凝器的排油操作。

        14 .套片管是怎樣脹管的?

        答:為了使套片管肋片折邊部分與銅管外壁接觸良好,一般使用脹管的方法使銅管脹大,并產(chǎn)生塑性變形,使肋片與銅管緊密接觸。脹管的較簡單辦法是迫使一個(gè)直徑比銅管內(nèi)徑大0.4~0.5 mm的脹頭在壓力下從銅管內(nèi)通過,使管子直徑變大。用這種方法的缺點(diǎn)是只能一根一根的脹,效率較低且又麻煩。在規(guī)模生產(chǎn)中,則采用油壓或氣壓進(jìn)行脹管,用油壓比較安全,使用壓力一般在幾個(gè)大氣壓到二百個(gè)大氣壓,視管壁厚度而定。

        在壓縮空氣凈化設(shè)備所用的換熱器中目前基本上都采用矩形(方形)整體純鋁套片,用材率可達(dá)90%以上。

        15 .什么是對數(shù)平均溫差?

        答:工程上只有冷熱流體間溫差沿?fù)Q熱表面變化較小時(shí),才采用算術(shù)平均溫差進(jìn)行近似計(jì)算,否則應(yīng)采用對數(shù)平均溫差來計(jì)算。

        對數(shù)平均溫差是換熱器中冷、熱流體沿固體壁面平均溫差的一種表示形式,其數(shù)學(xué)定義式為:

        該計(jì)算式無論對順流還是逆流,也不管冷、熱兩種流體中是否有一種在換熱過程中發(fā)生相變,均一概適用。該計(jì)算式賴以成立的基礎(chǔ)是在推導(dǎo)過程中作了如下幾項(xiàng)假設(shè):①熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量,即換熱器無損失;②換熱過程中冷、熱流體的水當(dāng)量mcp(表示質(zhì)量流量為m kg的流體溫度變化1℃所需的熱量,也稱為流體的熱容量)不變;③傳熱系數(shù)K不變。但是在實(shí)際換熱器中,由于進(jìn)口段流動的不穩(wěn)定影響,流體的比熱、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)等物性參數(shù)隨溫度的變化及實(shí)際存在的熱損失都與假定不符,故對數(shù)平均溫差也是近似的,但比算術(shù)平均溫差要精確得多,對一般工程計(jì)算已足夠精確。

        當(dāng)換熱器為其它流形時(shí)(叉流、混合流),其平均溫差式的推導(dǎo)非常復(fù)雜,工程上都采用先按逆流式來求出對數(shù)平均溫差,然后再乘以修正系數(shù)的方法來確定其平均溫差。

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