【正文】 它利用了 液體蒸發(fā)冷凝時 熱傳導 介質(zhì)快速傳遞 蒸發(fā)冷凝潛熱的 性質(zhì)，將發(fā)熱物體的熱量迅速 從一端 傳遞到 另一端 ， 可實現(xiàn)等溫傳熱過程， 其導熱能力 可以與 金屬 物質(zhì)相媲美 。 第一節(jié) 換熱器 第一節(jié) 換熱器 )1(hchQxh TTQE ?? )1(cecQxcTTQE ??而 tpetthhhccchQxhcQxce HTTQTTQEE??????? ?????????)1)(1()1)(1()1()1(00所以有 )1()1(00hcetTTTT????hctp ??????11 et?tp第一節(jié) 換熱器 溫度水平及壓力損失等都將影響換熱器內(nèi)部換熱過程的性能。 二、評價換熱器的性能指標 hct H ?)( hhphhh ttCmQ ????? ? )( ccpccc ttCmQ ????? ? chL Q ? hLh Lht Q ???? 1?第一節(jié) 換熱器 二、評價換熱器的性能指標 為了反映換熱器的流動阻力程度與換熱性能，還有兩項指標。 第一節(jié) 換熱器 本部分只以間壁式換熱器為例進行分析探討。換熱分兩個階段進行 ： 第一階段，熱氣體通過火格子，將熱量傳給火格子而貯蓄起來 ； 第二階段，冷氣體通過火格子，接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。 圖 44 板式換熱器 第一節(jié) 換熱器 一、換熱器的結(jié)構(gòu)類型 1. 接觸 式換熱器 混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進行傳熱的，這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。 另外 ， 這種換熱器大多放置在空氣流通之處 ， 冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量 ， 可起到降低冷卻水溫度 、 增大傳熱推動力的作用 。 蛇管換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單 ， 能承受高壓 ， 可用耐腐蝕材料制造 ； 其缺點是容器內(nèi)液體湍動程度低 ， 管外給熱系數(shù)小 。 管子1 1 型冷流體入口 熱流體入口熱流體出口 冷流體出口外殼橫隔板水套圖 42 列管式換熱器 a. 列管式換熱器示意圖 第一節(jié) 換熱器 1. 管殼式換熱器 一、換熱器的結(jié)構(gòu)類型 （一）常見的間壁式換熱器類型 （ 2）殼管式：殼管式換熱器分臥式和立式兩大類。如圖41所示，能逆流操作。 常用的間壁式換熱器是將間壁一面的熱流體通過間壁表面把熱量傳給間壁另一面的冷流體來實現(xiàn)傳熱過程的一種常見設備。 第一節(jié) 換熱器 換熱器又稱熱交換器（ heat exchanger），是使熱量從一種（或幾種）流體傳遞給另一種（或另幾種）流體的換熱設備。換熱器，做為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和熱回收器等裝置，在建筑設備與工程、化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)部門中應用較廣泛。 第一節(jié) 換熱器 （ 1）套管式：套管式換熱器是由不同直徑的管子套在一起，并彎制成螺旋形或蛇形的一種換熱器。 一、換熱器的結(jié)構(gòu)類型 （一）常見的間壁式換熱器類型 1. 管殼式換熱器 圖 41 套管式換熱器 一、換熱器的結(jié)構(gòu)類型（一）常見的間壁式換熱器類型第一節(jié) 換熱器 1. 管殼式換熱器 一、換熱器的結(jié)構(gòu)類型 （一）常見的間壁式換熱器類型 （ 2）殼管式：殼管式換熱器分臥式和立式兩大類。都是由外殼和管束組成的。 為提高傳熱系數(shù) ，容器內(nèi)可安裝攪拌器 ，如圖 43所示。因此 ， 和沉浸式相比 ， 噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。 （二）其他類型的 換熱器 按照用途的不同，可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型： （ 1） 冷卻塔 (或稱冷水塔 )： （ 2） 氣體洗滌塔 (或稱洗滌塔 ) ： （ 3） 噴射式熱交換器 ： （ 4） 混合式冷凝器 ： 第一節(jié) 換熱器 一、換熱器的結(jié)構(gòu)類型 （二）其他類型的 換熱器 2. 蓄熱式換熱器 蓄熱式換熱器用于進行蓄熱式換熱的設備。這兩個階段交替進行。在這種換熱器中，換熱面一側(cè)流動著放熱介質(zhì)，稱之為熱介質(zhì)，以下標 h表示；另一側(cè)流動著吸熱介質(zhì)，稱之為冷介質(zhì)，以下標 c表示。如換熱器是依靠風機或泵使冷熱介質(zhì)流動而進行換熱的，則熱流量 Q與熱冷介質(zhì)流動所消耗功率 N之比，稱為能量系數(shù)，即 NQEQ ? 能量系數(shù)作為反映換熱器工作運行經(jīng)濟性的指標，或介質(zhì)流動損失程度。 1. 冷熱介質(zhì)傳熱溫差的影響 傳熱中的冷熱介質(zhì)平均溫差常指對數(shù)平均溫差，它是確定換熱面積大小的一個依據(jù)。 圖 46 熱管傳熱的示意圖 流（由于重力或毛細吸力） 第二節(jié) 熱管 熱管 一般 是由內(nèi)壁加工有槽道的兩端密封的鋁（ 鑄鐵等金屬 ）翅片管經(jīng)清洗并抽成高真空后注入最佳液態(tài)工質(zhì)而成 。 熱管是一種高效傳熱元件，其導熱能力比金屬高幾百倍至數(shù)千倍。 熱管 外兩端物體的 溫度 可以相 差很大。管的一端為蒸發(fā)段 (加熱段 )，另一端為冷凝段 (冷卻段 )。 （ 4） 蒸汽在冷凝段內(nèi)的汽 、 液分界面上凝結(jié) 。許多熱管可組成熱管換熱器。 第二節(jié) 熱管 常用的分類方法有以下幾種。 4. 按結(jié)構(gòu)形式區(qū)分為普通熱管、分離式熱管、毛細泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等等。熱流與絕對溫度的關(guān)系如圖 49所示。因此，設計熱管時，必須驗算出各極限限制的熱負荷，使它們都不超過設計的熱流量，以保證熱管安全可靠地工作與較長的使用壽命。在毛細吸力或重力一定時，增加蒸汽流或凝結(jié)液量，必使流動阻力增大。一般不會發(fā)生粘性限制熱量，故通常不提粘性極限。熱管中的蒸汽壓力很低，可將蒸汽視為理想氣體，得到的聲速極限熱流量為 vcvvcvcvcRTApQ ???? 198 5198 5m ax ???式中 R —— 工作液的氣體常數(shù)； pvc —— 達到聲速時的蒸汽壓力 (kPa)； Tvc —— 達到聲速時的絕對溫度 (K)； ρvc —— 達到聲速時的密度 (kg/m3)。蒸汽流動的慣性力在汽液界面上對液體產(chǎn)生剪切作用，有把液體從輸液芯表面拉出帶走的趨勢，而液體靠其表面張力阻抗。因此，用這兩個力之比，即韋伯數(shù) 1??cve FFW由此導出攜帶極限的最大熱流量為： hvLv RAQ 2m ax????從式（ 430）看到，發(fā)生攜帶極限時的熱流量與工作液的蒸發(fā)潛熱（ γ0）和蒸汽通道斷面積（ Av）成正比，與表面張力（ σL）、蒸汽密度（ ρv）的平方根成正比，與輸液芯表面毛細孔的水力半徑（ Rh）的平方根成反比。因此，毛細極限為 ?m a xm a x LmQ ??式中 —— 毛細吸力容許的冷凝液最大回流量 (kg/h)。 第二節(jié) 熱管 三、熱管的工作特性 （ 5）沸騰極限：熱管工作中，當蒸發(fā)段徑向熱流密度很大時，將會使輸液芯內(nèi)工作液沸騰產(chǎn)生氣泡阻塞毛細孔，減弱與破壞毛細抽吸作用，致使凝結(jié)液回流不能滿足蒸發(fā)的要求量而干涸。 )2)()()/ln(2(m a x cneWvivvev pRLAKDDTLQ ??????? ?????式中 λe —— 浸滿工作液的輸液芯有效導熱系數(shù)（ kW/(m2當工作溫度較低時，易出現(xiàn)前三種極限；在高溫時，要注意防止出現(xiàn)后兩種極限。輸液芯熱管中，要凝結(jié)液和蒸汽維持正常的工作循環(huán)，必須滿足 gvLpppp ??????? m a x式 (436)中，當熱管水平放置時， ΔPg=0；當為無輸液芯的重力式熱管時， ΔPc=0；如蒸發(fā)段在下，則 vlgPPHgP ????????? ?式中 H—— 熱管的垂直高度（ m）； Δρ—— 工作液液相與汽相的密度差(kg/m3)。 圖 411 熱管傳熱網(wǎng)絡圖 下面將相同的傳熱過程合并在一起進行分析?！? ） ； Lh， Lc —— 分別為蒸發(fā)段與冷凝段管兩段的長度 (m)； Do， Di —— 管壁的外內(nèi)徑 (m)。輸液芯與工作液各自的熱阻是其串并聯(lián)的復雜組合。 這兩個熱阻很小，約 105℃ /W。 R5很小，約為 108℃ /W。所這兩種軸向?qū)崃靠珊雎圆挥嫛? （ 1） 產(chǎn)生不凝性氣體 ： 由于工作液體與管殼材料發(fā)生化學發(fā)應或電化學反應，產(chǎn)生不凝性氣體 。當管殼被腐蝕后，引起強度下降，甚至引起管殼的腐蝕穿孔，使熱管完全失效。這樣，當工作溫度由于熱冷源溫度變化而波動時，不致引起工作壓力的急劇波動。這給在充分發(fā)揮熱管優(yōu)良性能的前提下，更合理地選擇材料提供了可能性。 （ 3）能潤濕殼體與輸液芯。水是常溫段熱管最理想的工質(zhì)，具有較理想的飽和溫度和壓力的對應關(guān)系，有較大的輸運因素并且價廉、易得。用其密度與抗拉強度之比（ ρ/σL） 最小來標志這方面性能的優(yōu)良。 此外，