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制冷百科:制冷剂及其传热特性影响

2020-04-2927710

不同的制冷剂表现出各自的特性,影响传热的因素主要是制冷剂的比热、导热系数、密度、粘度等。导热系数较大的制冷剂,能减小制冷剂内部以及与换热壁面间的导热热阻,增大传热系数。当比热和密度大时,单位容积制冷剂就能携带更多的热量,故其对流换热方式转移热量的能力就大,传热系数也大。当粘度大时.会使制冷剂的流动阻力增大,使其传热性能降低。同时,制冷剂的导热系数、比热、密度与粘度等因素还受到温度的影响。

对冷凝器而言,制冷机压缩后的制冷剂过热蒸气在冷凝器壁面上的放热是一个冷却冷凝过程。在冷却阶段制冷剂以显热的形式向冷凝器壁面放热;在冷凝阶段制冷剂以膜状凝结和珠状凝结两种不同的换热形式向冷凝器壁面放出凝结潜热。制冷剂蒸气在冷凝器中的凝结主要属于膜状凝结。从换热效果看,在珠状凝结的情况下,由于壁面上没有形成液膜,因此热阻较小,在相同的温差(饱和温度与冷壁面温度之差)下,其放热量可以达到膜状凝结的15-20倍。在膜状凝结时形成的液膜,将使制冷剂的热阻增大,传热系数降低。因此理想情况是避免液膜增厚并能使其迅速与传热面分离。当蒸气与冷凝液膜同向运动时,液膜与传热面的分离较快,因此这时的放热系数也较高。当液膜与蒸气反向运动时,则传热系数可能降低.也可能增大。这将取决于蒸气的流速,当蒸气流速较小时,则液膜变厚,传热系数降低;当蒸气流速较大时,液膜层会被蒸气带着运动以致较快地与传热表面脱离.使传热系数增大。


对于蒸发器内的制冷剂液体吸收热量后气化沸腾,一开始蒸气仅在加热表面上一些突起的小点上生成,这些个别小点形成气化的核心。气化核心生成的数量多少与加热表面上液体过热程度有关。液体的过热程度取决于制冷剂饱和温度ts与换热壁面温度tw间温差t,t,值越大则单位面积热负荷亦越大。随着△t的增大,生成气化核心数目就越多.气泡从生成到离开传热表面的时间也越短,从而促使蒸发器的放热系数和单位面积传热量的增大。当△t值增大到一定程度时,则蒸发器的传热系数和单位面积传热量就不再随之增大反而会发生急剧下降。

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