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油和不凝性氣體以及設備結構形式對制冷系統的
添加時間:2017-12-13

1.油和不凝性氣體的影響

在制冷系统中总会存在一些空气以及制冷剂与润滑油在高温下分解出来的不凝性气体,这 些气体随制冷剂蒸气进入冷凝器。

制冷剂蒸气会在冷却壁面放热凝结成液体,而不凝性气体只 是被单纯冷却而积聚在制冷剂液膜层附近形成气体层。

这给制冷剂蒸气分子向液膜表面的扩散 和对流造成很大的阻力,影响了制冷剂蒸气进一步的凝结放热,使得冷凝器传热性能明显地降 低。

實驗證明,蒸氣中含有不凝性氣體時,即使是極微量也會對凝結換熱産生極有害的影響。

在一般的冷凝温度下,蒸气中的不凝性气体含量为0.2%时,冷凝器的传热系数约降低20%一 30%;含量为0.5%时,传热系数约降低50%;而含量约为1%时,传热系数仅是纯蒸气时的1/3。

为了防止在冷凝器中积聚过多的不凝性气体,防止恶化传热过程,在通常的制冷装置中都设 有空气分离器,用来及时排除不凝结气体。

复盛蒸发器

而在小型氟利昂制冷装置中,为使系统简化,也可不专设空气分离器,若系统需要放空气时,可通过连接在冷凝器或贮液器上的放空气管(或阀)将其 直接排出系统。

在蒸发器中,当制冷剂液体中混人润滑油时;油在低温下粘度很大,容易附着在传热面上形 成油膜而不易排出,从而增大传热热阻。

同时形成油膜还会妨碍制冷剂液体润湿传热表面,降低 传热效能。严重时会使得制冷剂完全不吸收外界热量,失去制冷作用。

蒸气中含有油时,对制冷剂的凝结放热系数也有很大的影响,但这种影响是和制冷剂与油类 有关。

如氨和润滑油不易相溶,在冷凝时,蒸气中混有的润滑油将会沉积在拎却壁面上 形成油膜,使氨侧的放热系数降低。

厚度为0.1mm的油膜,其热阻相当于厚度为33mm钢板 的热阻。

但和润滑油互溶或微溶的氟利昂制冷剂燕气在冷凝时,由于润滑油全部或部分溶解于 氟利昂之中,因此较少地在传热壁面上形成油膜,对冷凝器传热的影响也较小。

2.設備結構型式的影響

无论何种结构的热交换设备,都应设法使制冷剂迅速地从换热壁面离开。如常用的壳管式 冷凝器是采用圆管作热交换壁面,这种冷凝器中的圆管有横放和直立两种形式。

在冷凝時,單根橫管的外表面放熱系數要高于直立管,因爲單根橫管的凝結液膜比直立單管容易分離。

一定長度的直立單管凝結液膜向下流動時,會使管下部的液膜層厚度增加,平均放熱系數下降。

但当多根横管组成管簇时,上部横管壁面上凝结的液体会流到下面的管壁面上而形成较厚的液膜层,这 时平均放热系数也会减小,但不高于直立管簇的平均放热系数。

所以现代卧式壳管式冷凝器在 设计上向增大长径比的方向发展,以提高冷凝器的传热。

在設計和制作時還要注意保持設備中合理的液面高度,有效的充分利用傳熱表面。

如在蒸發器中,制冷劑液體節流時産生的少量蒸氣可通過氣液分離設備使氣體與液體分離,只將分離掉氣體的液體送人蒸發器內吸熱,以提高燕發器的傳熱效果。

同时在蒸发器换热管制冷剂侧的管 壁上加肋,也可增大热换面积,提高换热效果。

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