【文章內(nèi)容簡介】 是系統(tǒng)的主要組成部分，占系統(tǒng)成本的比例高； 影響著系統(tǒng)的組成和運(yùn)行控制方式。 ? 本章主要授課內(nèi)容：介紹換熱器傳熱計(jì)算的主要思路；蒸發(fā)器和冷凝器的主要形式及特點(diǎn)。 .1通過平壁的傳熱 ? 假定： 1） 穩(wěn)定傳熱過程； 2） 兩流體傳熱過程中沒有集態(tài)變化； 3) 傳熱過程中流體的溫度不變； 4) 固體壁面上沒有污垢； ? 換熱器傳熱計(jì)算的基本公式 .1通過平壁的傳熱 ? 分別列出兩個(gè)換熱過程和一個(gè)導(dǎo)熱過程的傳熱量計(jì)算公式，再消去內(nèi)外壁面溫度，可得： （ 1） 其中：傳熱系數(shù) 特點(diǎn)：只需知道換熱器的幾何特征和流體的換熱參數(shù)，不需要知道壁面溫度，即可計(jì)算，使用非常簡單方便。 因此式（ 1）成為換熱器傳熱計(jì)算的基本公式。 ? 實(shí)際換熱器在傳熱過程中往往存在著金屬壁面兩側(cè)面積不相等、壁面有污垢，傳熱過程中流體溫度發(fā)生變化、流體的集態(tài)有改變的情況。因此需要介紹在這樣條件下如何利用式（ 1）的公式形式計(jì)算換熱器傳熱量的方法。 0111 /( )ik hh??? ? ?()iok A t t k A t? ? ? ? ? 通過圓管的傳熱 ? 圓管內(nèi)外的傳熱面積不相等，則用管外面積作為傳熱計(jì)算面積，并對傳熱系數(shù)按管外傳熱面積進(jìn)行修正。即： 傳熱公式： 傳熱系數(shù)： 污垢熱阻對傳熱的影響在傳熱系數(shù)計(jì)算中考慮（污垢系數(shù)）： ()o o i o o ok A t t k A t? ? ? ? ?0111 /( l n )2o o ooi i id d dkd h d h?? ? ?0111 /( ( ) l n ( ) )2o o oo i oi i id d dk R Rd h d h?? ? ? ? ? 通過肋壁的傳熱 ? 設(shè) 肋壁為外表面，它對利用式（ 1）計(jì)算傳熱量需要考慮兩個(gè)因數(shù)：內(nèi)外面積不相等和肋表面溫度與肋根溫度不相等。 對于前者，處理方法與圓管傳熱相同；歸于后者，處理方法是用肋面總效率對外部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)進(jìn)行修正。因此： 式中：肋化系數(shù)： 肋面總效率： 帶肋的圓管傳熱系數(shù)公式可見書的p234。 ()o o i o o ok A t t k A t? ? ? ? ?01 1 11 /( ( ) ( ) )o i oik R Rhh? ???? ? ? ? ?/oiAA? ?? 通過肋壁的傳熱 ? 設(shè) 肋壁為外表面，它對利用式（ 1）計(jì)算傳熱量需要考慮兩個(gè)因數(shù)：內(nèi)外面積不相等和肋表面溫度與肋根溫度不相等。 對于前者，處理方法與圓管傳熱相同；歸于后者，處理方法是用肋面總效率對外部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)進(jìn)行修正。因此： 式中：肋化系數(shù)： 肋面總效率： 帶肋的圓管傳熱系數(shù)公式可見書的p234。 ()o o i o o ok A t t k A t? ? ? ? ?01 1 11 /( ( ) ( ) )o i oik R Rhh? ???? ? ? ? ?/oiAA? ?? 平均對數(shù)傳熱溫差和析濕系數(shù) ? 在沒有集態(tài)變化換熱過程中，冷熱流體在傳熱過程中，溫度始終在變化。它對傳熱的影響可以通過傳熱溫差來修正。 ? 修正的方法由冷熱流體的順、逆流動(dòng)過程中的傳熱推導(dǎo)出來。 平均對數(shù)傳熱溫差和析濕系數(shù) ? 對于順流和逆流的流動(dòng)形式，使用對數(shù)傳熱溫差理論上可以證明是準(zhǔn)確的： 對數(shù)平均傳熱溫差： 對于下圖中的混合流傳熱，在工程中也常用對數(shù)平均傳熱溫差進(jìn)行傳熱計(jì)算（左近似為順流，有近似為逆流）。 ? 對數(shù)平均傳熱溫差只是一種傳熱量的計(jì)算方法，不能用于對傳熱不可逆性進(jìn)行判斷。 m a xm a x m i nm i n( ) / ln ( )m tt t t t?? ? ? ? ? ? 平均對數(shù)傳熱溫差和析濕系數(shù) ? 對于傳熱過程中流體有集態(tài)變化情況，根據(jù)該流體傳熱過程中僅有潛熱變化的傳熱，還是既有潛熱又有顯熱變化的傳熱這兩種情況分別考慮。 ? 僅有潛熱傳熱（如下圖），用對數(shù)平均傳熱溫差來計(jì)算。 ： 平均對數(shù)傳熱溫差和析濕系數(shù) ? 既有潛熱同時(shí)又有顯熱變化的傳熱 如空氣在冷卻過程中，當(dāng)冷卻到溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣就會(huì)冷凝出水分來。與沒有水蒸氣冷凝出水分情況相比，使用前面介紹的方法計(jì)算傳熱量就會(huì)少計(jì)算冷凝水的潛熱。該誤差用析濕系數(shù)對空氣側(cè)傳熱系數(shù)進(jìn)行修正的方法進(jìn)行處理： 析濕系數(shù) ： 物理意義：全熱換熱量與顯熱換熱量之比（空氣冷卻過程中大于或等于 1）。 全熱換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： phct?????,o o shh?? 蒸發(fā)器 ? 對蒸發(fā)器的要求： 1） k值高：體積小，價(jià)廉；或者降低傳熱溫差。 2）不能有液滴進(jìn)入壓縮機(jī)。 ? 制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā)，通常在蒸發(fā)器出口處還有一些過熱度的蒸發(fā)器。 ? 濕周 ? 制冷劑在管內(nèi)的流程數(shù) ? 制冷劑在管內(nèi)兩相流動(dòng)換熱的傳熱特點(diǎn) 蒸發(fā)器 ? 特點(diǎn)： 1）制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)（板式換熱器除外），流速高； 大，易回油； 2）液體制冷劑體積約為管內(nèi)容積的 1020%，所需充灌量少； 3）相對再循環(huán)式蒸發(fā)器，濕潤面積較小，管內(nèi)集總 較??； 4）系統(tǒng)制冷量的能量調(diào)節(jié)可利用過熱度，系統(tǒng)一般不用氣液分離器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單； 5）設(shè)計(jì)中有換熱管路優(yōu)化和分液問題； 6）小型機(jī)用的多，氟利昂系統(tǒng)用的多。 ihih a. 干式殼管式蒸發(fā)器 a. 干式殼管式蒸發(fā)器 ? 一般用于冷卻液體。 ? 特點(diǎn)： 1）對于多流程，制冷劑下進(jìn)上出； 2）殼內(nèi)加折流板，以防止流動(dòng)短路和流速不均勻；數(shù)量一般為奇數(shù)，以便載流劑上進(jìn)上出； 3）管外載流劑為水時(shí)，易結(jié)垢，因此強(qiáng)化傳熱常在管內(nèi)。 ? U型管式干式蒸發(fā)器 ? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）管組可裝配后入殼內(nèi)，抽出后清洗， 較好； 2）只能用于二流程，彎管工藝復(fù)雜，難以更換換熱管，管內(nèi)不能使用縱向內(nèi)翅。 ? 與后面講的滿液式蒸發(fā)器相比，有以下缺點(diǎn)： 1）折流板與殼、換熱關(guān)鍵有間隙，會(huì)造成流動(dòng)的局部短路。 2）制冷劑流動(dòng)阻力較大，會(huì)影響傳熱溫差或蒸發(fā)溫度； 3）折流板的結(jié)構(gòu)造成工藝復(fù)雜，管外清垢僅能用化學(xué)方法。 oh ? 除了用作蒸發(fā)器外，還可以用作冷凝器。 ? 一般用于冷卻液體。 ? 特點(diǎn)： 1）傳熱系數(shù)高（如管內(nèi)外流體均為水，傳熱系數(shù)可達(dá) 57kW/(m2K)； 2）最大工作壓力為 ； 3）流動(dòng)阻力??； 4）結(jié)構(gòu)緊湊，金屬消耗量?。? 5）傳熱面積（或者傳熱量）可以通過調(diào)節(jié)換熱片的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。 ? 分類： 1. 按換熱管形式分：光管式和翅片管式； 2. 空氣冷卻方式分：自然對流換熱和強(qiáng)制對流換熱。 ? 特點(diǎn)： 1. 熱阻主要在空氣側(cè)。減少熱阻的主要途徑：增加空氣側(cè)的換熱面積；強(qiáng)制對流換熱（加風(fēng)機(jī)）； 2. 翅片間距：空調(diào)器：最小 ，一般 2mm；低溫制冷： 612mm（防止結(jié)霜后影響換熱）； 3. 換熱管材料：氟利昂：銅。鋁；氨：無縫鋼管。 再循環(huán)式蒸發(fā)器 ? 再循環(huán)式實(shí)際上是一種向蒸發(fā)器供給液體制冷劑的供液方式。通常的制冷系統(tǒng)供液動(dòng)力來自壓縮機(jī)排氣壓力，但是對于所需供液的蒸發(fā)器數(shù)量多，距離遠(yuǎn)，位能差大的情況，這種供液方式就不適用了。 ? 采用這種供液方式的蒸發(fā)器，制冷劑在換熱管內(nèi)流動(dòng)。 ? 在再循環(huán)式供液方式下，蒸發(fā)器的傳熱有以下特點(diǎn)： 1） 其它供液方式的循環(huán)倍數(shù)為 1；再循環(huán)式中的重力供液為 1，液泵供液大于 1（一般為 3 6）； 2）沒有過熱度，濕潤面積 100%； ( k gkg)?供 給 蒸 發(fā) 器 的 液 體 制 冷 劑 數(shù) 量 ）再 循 環(huán) 倍 數(shù)蒸 發(fā) 器 內(nèi) 蒸 發(fā) 的 液 體 制 冷 劑 數(shù) 量 （ 再循環(huán)式蒸發(fā)器 3）由于管內(nèi)濕潤面積大，制冷劑流速高，因此換熱器的傳熱系數(shù)高； 4）由于壓縮機(jī)的上游有低壓儲(chǔ)液容器（氣液分離器或者低壓循環(huán)桶），制冷劑充灌量大，通常適用于氨系統(tǒng)。 ? 結(jié)構(gòu)形式 1）下圖為一冷卻液 體型的（氨系統(tǒng)，用于鹽水池制冰），還有滿液式蒸發(fā)器； 再循環(huán)式蒸發(fā)器 2）冷卻空氣型的與干式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)基本相同，有采用自然對流方式冷卻的，也有采用強(qiáng)制對流方式冷卻的。 滿液式蒸發(fā)器 滿液式蒸發(fā)器 ? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）有臥式和立式，臥式用的多。 2）由殼體、