气源净化技术问答

11 .什么是沸腾换热？

答：沸腾换热是变相流体换热的一种。

工质在饱和温度下吸收热量由液态转变为气态的过程称为汽化。沸腾换热是伴随相变的对流换热，在制冷系统中，蒸发器的主要换热方式就是沸腾换热。压缩空气冷冻式干燥机中，压缩空气就是在蒸发器中被制冷剂沸腾换热所产生的冷量进行冷却的。

当壁温 高于液体（通常是液态下的制冷剂）的饱和温度 时，就会发生液体的沸腾吸热现象。沸腾的特征是液体内部不断地产生气泡，这些气泡在换热表面上的某些地方（称为汽化核心）不断产生、长大，脱离壁面，并穿过液体层进入上部的气相空间，使换热表面和液体内部都受到强烈扰动。对于同一种流体而言，沸腾表面传热系数一般要比无相变的表面传热系数高得多，例如常压下，水的沸腾对流传热系数可达5×104W/m2，而强制对流时的换热系数最高才为104W/（m2·℃）。

沸腾分为大容器沸腾（也称池内沸腾）和管内沸腾两种。

12 .制冷系统中沸腾换热是怎样进行的？

答：制冷系统中制冷剂（氟利昂）在蒸发器里的沸腾，属于典型的管内沸腾。由于受沸腾空间的限制，使沸腾产生的制冷剂蒸汽和液体混合在一起，构成了气液两相混合物，因此制冷系统的管内沸腾涉及到管内两相流动问题。

刚进入管内的制冷剂液体温度低于饱和温度，这时流体与管壁之间的换热是液体对流换热；之后液体在壁面附近被加热到饱和温度 ，此时管壁上有气泡产生，属于过冷沸腾；随后制冷剂液体温度在整个管道截面上逐渐上升到饱和温度，便开始进入饱和核态沸腾；在继续加热过程中，直到液体完全汽化而进入单相对流换热过程。

13 .换热器铜管表面为什么必须进行清洁处理？

答：冷却表面清洁度对换热效果有很大影响。若冷却表面粗糙、有锈层或有油膜时，会增加液膜流动阻力，从而使液膜加厚，增大热阻，可使对流凝结系数 降低30%左右。

因此，要注意保持冷凝器壁面的光滑与清洁，注重冷凝器的排油操作。

14 .套片管是怎样胀管的？

答：为了使套片管肋片折边部分与铜管外壁接触良好，一般使用胀管的方法使铜管胀大，并产生塑性变形，使肋片与铜管紧密接触。胀管的较简单办法是迫使一个直径比铜管内径大0.4～0.5 mm的胀头在压力下从铜管内通过，使管子直径变大。用这种方法的缺点是只能一根一根的胀，效率较低且又麻烦。在规模生产中，则采用油压或气压进行胀管，用油压比较安全，使用压力一般在几个大气压到二百个大气压，视管壁厚度而定。

在压缩空气净化设备所用的换热器中目前基本上都采用矩形（方形）整体纯铝套片，用材率可达90%以上。

15 .什么是对数平均温差？

答：工程上只有冷热流体间温差沿换热表面变化较小时，才采用算术平均温差进行近似计算，否则应采用对数平均温差来计算。

对数平均温差是换热器中冷、热流体沿固体壁面平均温差的一种表示形式，其数学定义式为：

该计算式无论对顺流还是逆流，也不管冷、热两种流体中是否有一种在换热过程中发生相变，均一概适用。该计算式赖以成立的基础是在推导过程中作了如下几项假设：①热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量，即换热器无损失；②换热过程中冷、热流体的水当量mcp（表示质量流量为m kg的流体温度变化1℃所需的热量，也称为流体的热容量）不变；③传热系数K不变。但是在实际换热器中，由于进口段流动的不稳定影响，流体的比热、粘度、导热系数等物性参数随温度的变化及实际存在的热损失都与假定不符，故对数平均温差也是近似的，但比算术平均温差要精确得多，对一般工程计算已足够精确。

当换热器为其它流形时（叉流、混合流），其平均温差式的推导非常复杂，工程上都采用先按逆流式来求出对数平均温差，然后再乘以修正系数的方法来确定其平均温差。