制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)過程的傳熱計算

蒸發(fā)中的傳熱系數(shù)K是影響蒸發(fā)設計計算的重要因素之一。根據(jù)傳熱學知識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算；管壁熱阻RW往往可以忽略；污垢熱阻Rs可按經(jīng)驗值估計，確定蒸發(fā)總傳熱系數(shù)K的關鍵是確定溶液在管內沸騰的傳熱膜系數(shù)ai。研究表明影響ai的因素較多，如溶液的性質、濃度、沸騰方式、蒸發(fā)器結構型式及操作條件等。

一、總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值

目前，雖然已有較多的管內沸騰傳熱研究，但因各種蒸發(fā)器內的流動情況難以準確預料，使用一般的經(jīng)驗公式有時并不可靠；加之管內污垢熱阻會有較大變化，蒸發(fā)的總傳熱系數(shù)往往主要靠現(xiàn)場實測。

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，故須注意及時排除其中的不凝性氣體以降低熱阻。管內沸騰傳熱膜系數(shù)αi涉及到管內液體自下而上經(jīng)過管子的兩相流動。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流會造成虹吸作用，管中心的汽泡快速帶動液體在管壁四周形成液膜向上流動，流動液膜與管壁之間的傳熱膜系數(shù)逐漸增加并達最大值。但如果管子長度足夠，沿管子再向上液膜會被蒸干，汽流夾帶著霧滴一起流動，傳熱系數(shù)又趨下降。因此，為提高全管長內的平均傳熱系數(shù)，應盡可能擴大膜狀流動的區(qū)域。
　　管內壁液體一側的污垢熱阻Rs與溶液的性質、管內液體的運動狀況有關。由于溶液中常含有少量的雜質鹽類如CaSO4、CaCO3、Mg(OH)2等，溶液在加熱表面汽化會使這些鹽的局部濃度達到過飽和狀態(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，更易在傳熱面上結垢，且質地較硬，難以清除；以CaCO3為主的垢層質地雖軟利于清除，但導熱系數(shù)較小；此外，垢層的多孔性也使其導熱系數(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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