氣源凈化技術(shù)問(wèn)答

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(guò)程稱為汽化。沸騰換熱是伴隨相變的對(duì)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(huì)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(zhǎng)大，脫離壁面，并穿過(guò)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(dòng)。對(duì)于同一種流體而言，沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)一般要比無(wú)相變的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高得多，例如常壓下，水的沸騰對(duì)流傳熱系數(shù)可達(dá)5×104W/m2，而強(qiáng)制對(duì)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(dòng)問(wèn)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(duì)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(guò)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(guò)程中，直到液體完全汽化而進(jìn)入單相對(duì)流換熱過(guò)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(duì)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(huì)增加液膜流動(dòng)阻力，從而使液膜加厚，增大熱阻，可使對(duì)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(jiǎn)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(guò)，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(duì)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(duì)數(shù)平均溫差來(lái)計(jì)算。

對(duì)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(wú)論對(duì)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(guò)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(guò)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(wú)損失；②換熱過(guò)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(dòng)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(duì)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(duì)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(lái)求出對(duì)數(shù)平均溫差，然后再乘以修正系數(shù)的方法來(lái)確定其平均溫差。