熱門(mén)關(guān)鍵詞: 工業(yè)冷水機(jī) 工業(yè)冷凍機(jī) 油冷機(jī) 風(fēng)冷式冷水機(jī) 水冷式冷水機(jī)
工業(yè)冷水機(jī)組冷凝器中的傳熱過(guò)程包括制冷劑過(guò)熱蒸氣冷卻放熱、凝結(jié)放熱,通過(guò)金屬管壁、污垢層的導(dǎo)熱及冷卻介質(zhì)的吸熱過(guò)程。其中,凝結(jié)熱占總放熱量的80%以上。因此,影響冷凝器傳熱效率的因素主要有以下幾點(diǎn):
(1)制冷劑蒸氣的流速與流向當(dāng)制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器中與低于飽和溫度的壁面接觸時(shí),便凝結(jié)為一層液體薄膜,并在重力作用下向下流動(dòng)。制冷劑蒸氣凝結(jié)時(shí)放出的熱量必須通過(guò)液膜層才能傳遞到冷卻壁面。液膜越厚,制冷劑蒸氣凝結(jié)時(shí)所遇到的熱阻越大,換熱系數(shù)便越小。當(dāng)制冷劑蒸氣與冷凝液膜朝同一方向流動(dòng)時(shí),冷凝液體與傳熱表面分離較快換熱系數(shù)增大。當(dāng)制冷劑蒸氣與冷凝液膜反方向流動(dòng)時(shí),若制冷劑蒸氣流速過(guò)小,液膜流動(dòng)慢,液膜增厚,則換熱熱阻增大,換熱系數(shù)降低;若制冷劑蒸氣流速較大,液膜層被制冷劑蒸氣帶著向上移動(dòng),以至吹散而與傳熱表面脫落,換熱系數(shù)增大。
(2)傳熱壁面表面粗糙度的影響若冷卻壁面光滑、清潔,制冷劑液膜流動(dòng)阻力小,凝結(jié)的液體能較快流走,使液膜層減薄,換熱系數(shù)相應(yīng)增大。若壁面粗糙或有氧化皮,制冷4劑液膜流動(dòng)阻力大,使液膜厚度增大,熱阻增大,換熱系數(shù)降低,嚴(yán)重時(shí)換熱系數(shù)下降20%~30%。因此,要定期清潔冷凝器換熱管,以保證有較大的凝結(jié)換熱系數(shù)。
(3)制冷劑蒸氣中含有空氣或其他不凝性氣體的影響制冷系統(tǒng)中不可避免會(huì)有空氣或其他不凝性氣體進(jìn)人冷凝器,它們附著在凝結(jié)液膜附近,使制冷劑蒸氣不能與傳熱管表面充分接觸,降低了換熱系數(shù)。這些空氣或不凝性氣體的來(lái)源是系統(tǒng)不嚴(yán)密或調(diào)試過(guò)程中空氣沒(méi)有排除干凈,加制冷劑或潤(rùn)滑油時(shí)帶入,以及制冷劑和潤(rùn)滑油在高溫下分解的氣體等。為了防止冷凝器中不凝性氣體積聚過(guò)多,惡化傳熱過(guò)程,必須采取措施,既要防止空氣滲入制冷系統(tǒng)內(nèi),又要及時(shí)將系統(tǒng)中的不凝性氣體通過(guò)專門(mén)設(shè)備排出。
(4)制冷劑蒸氣中含油的影響制冷劑蒸氣中含油對(duì)凝結(jié)換熱的影響,與油在制冷劑中的溶解度有關(guān)。對(duì)于采用不溶于油的制冷劑氨的制冷系統(tǒng),其冷凝器中若氨氣混有潤(rùn)滑油,油將沉積在冷卻壁面上形成熱導(dǎo)率很低的油膜,造成附加熱阻,使氨側(cè)的放熱系數(shù)降低。而對(duì)于氟利昂系統(tǒng),由于氟和潤(rùn)滑油易溶解,當(dāng)油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6%~7%時(shí),可不計(jì)其對(duì)傳熱的影響,超過(guò)此范圍,也會(huì)使傳熱系數(shù)降低。因此,在冷凝器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中,設(shè)置高效的油分離器,以減少制冷蒸氣中的含油量,從而降低其對(duì)凝結(jié)放熱的不良影響。
(5)冷凝器構(gòu)造及形式的影響無(wú)論何種結(jié)構(gòu)的冷凝器,都應(yīng)設(shè)法使冷凝液盡快從冷卻壁面離開(kāi)。例如,常用的殼管式冷凝器,單根橫管的外表面冷凝時(shí)放熱系數(shù)要高于直立管,因?yàn)閱胃鶛M管的凝結(jié)液膜比直立單管容易分離。一定長(zhǎng)度的直立單管凝結(jié)液膜向下流動(dòng)時(shí),使下部的液膜層厚度增加,平均放熱系數(shù)下降。但多根橫管集成管簇時(shí),上部橫管壁面上凝結(jié)的液體流到下面的管壁面上會(huì)形成較厚的液膜層,平均放熱系數(shù)也相應(yīng)減小,但不高于直立管簇的平均放熱系數(shù)。因此,現(xiàn)在臥式殼管式冷凝器的設(shè)計(jì)向增大長(zhǎng)徑比的方向發(fā)展,相同的傳熱面積下增加每根單管的長(zhǎng)度,減少垂直方向管子的排數(shù),以提高整體的傳熱系數(shù)。
(6)冷凝器冷卻介質(zhì)的影響不同的冷卻介質(zhì)換熱系數(shù)不同。介質(zhì)的流速越大,換熱系數(shù)越大,但流速大,水泵的耗功也大。介質(zhì)的純度對(duì)換熱系數(shù)也有影響。若水中含有雜質(zhì),長(zhǎng)期使用后在冷凝器表面形成水垢,增加了熱阻。空氣冷卻的冷凝器長(zhǎng)期使用后會(huì)積灰,甚至銹蝕或有油污,也會(huì)增大熱阻。因此,應(yīng)經(jīng)常對(duì)冷凝器的各種污垢進(jìn)行清除。
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