【中國制冷網(wǎng)】在蒸發(fā)器中，被冷卻介質(zhì)的熱量是通過(guò)傳熱壁傳給制冷劑，使液體制冷劑吸熱汽化。制冷劑在蒸發(fā)器中發(fā)生的物態(tài)變化，實(shí)際上是沸騰過(guò)程，習慣上稱(chēng)其為蒸發(fā)。蒸發(fā)器內的傳熱效果也象冷凝器二樣，受到制冷劑側的換熱系數、傳熱表面污垢物的熱阻及被冷卻介質(zhì)側的換熱系數等因素的影響。

　　其中后兩種因素的影響基本上與冷凝器的情況相同，但制冷劑側液體換熱系數與氣體凝結時(shí)的換熱系數卻有著(zhù)本質(zhì)上的差別。制冷裝置蒸發(fā)器內傳熱溫差不大，因此制冷劑液體的沸騰總處于泡狀沸騰。沸騰時(shí)在傳熱表面產(chǎn)生許多氣泡，這些氣泡逐漸變大、脫離表面并在液體中上升。它們上升后，在該處又連續產(chǎn)生一個(gè)個(gè)的氣泡。沸騰換熱系數與氣泡的大小、氣泡的速度等因素有關(guān)。

　　這里主要分析影響制冷劑液體沸騰換熱的因素。

　　1、制冷劑液體物理性質(zhì)的影響

　　制冷劑液體的熱導率、密度、粘度和表面張力等有關(guān)物理性質(zhì)，對沸騰換熱系數有直接的影響。

　　熱導率較大的制冷劑，在傳熱方向的熱阻就小，其沸騰換熱系數就大。

　　蒸發(fā)器在正常工作條件下，蒸發(fā)器內制冷劑與傳熱壁面的溫差，一般僅有2~5℃，其對流換熱的強烈程度，取決于制冷劑液體在汽化過(guò)程中的對流運動(dòng)程度。沸騰過(guò)程中，氣泡在液體內部的運動(dòng)，使液體受到擾動(dòng)，這就增加了液體各部分與傳熱壁面接觸的可能性，使液體從傳熱壁面吸熱更為容易，沸騰過(guò)程更為迅速。密度和粘度較小的制冷劑液體，受到這種擾動(dòng)就較強，其對流換熱系數就越大。

　　制冷劑液體的密度及表面張力越大，汽化過(guò)程中氣泡的直徑就較大，氣泡從生成到離開(kāi)傳熱壁面的時(shí)間就越長(cháng)，單位時(shí)間內產(chǎn)生的氣泡就少，換熱系數也就小。

　　一般來(lái)說(shuō)，氟利昂的熱導率比氨的小，密度、粘度和表面張力都比氨的大，因此其沸騰換熱系數比氨的小。

　　2、制冷劑液體潤濕能力的影響

　　如果制冷劑液體對傳熱表面的潤濕能力強，則沸騰過(guò)程中生成的氣泡具有細小的根部，能夠迅速地脫離傳熱表面，換熱系數也就較大。相反，若制冷劑液體不能很好地潤濕傳熱表面，則形成的氣泡根部很大，減少了汽化核心的數目，甚至沿傳熱表面形成氣膜，使換熱系數顯著(zhù)降低。

　　常用的幾種制冷劑均為潤濕性的液體，但氨的潤濕能力要比氟利昂的強得多。

　　3、制冷劑沸騰溫度的影響

　　制冷劑液體沸騰過(guò)程中，蒸發(fā)器傳熱壁面上單位時(shí)間生成的氣泡數目越多，則沸騰換熱系數越大。單位時(shí)間內生成的氣泡數目，與氣泡生成到離開(kāi)傳熱壁面的時(shí)間長(cháng)短有關(guān)，這個(gè)時(shí)間越短，則單位時(shí)間內生成氣泡數目越多。此外，如果氣泡離開(kāi)壁面時(shí)的直徑越小，則氣泡從生成到離開(kāi)的時(shí)間將越短。

　　氣泡離開(kāi)壁面時(shí)，其直徑的大小是由氣泡的浮力及液體表面張力的平衡來(lái)決定的。浮力促使氣泡離開(kāi)壁面，而液體表面張力則阻止氣泡離開(kāi)。氣泡的浮力和液體表面張力，又受飽和溫度下密度差（液體和蒸氣的密度差）的影響。氣泡的浮力和密度差成正比。液體的表面張力與密度差的四次方成正比。

　　所以，隨著(zhù)密度差的增大，液體表面張力的增大速度，比氣泡浮力的增大速度大得多，這時(shí)氣泡只能依靠體積的膨脹來(lái)維持平衡，因此氣泡離開(kāi)壁面時(shí)的直徑就大。密度差的大小與沸騰溫度有關(guān)，沸騰溫度越高，飽和溫度下的密度差越小，汽化過(guò)程就會(huì )更迅速，換熱系數就更大。

　　上面說(shuō)明了在同一個(gè)蒸發(fā)器中，使用同一種制冷劑時(shí)，其換熱系數隨著(zhù)沸騰溫度的升高而增大。

　　4、蒸發(fā)器構造的影響

　　液體沸騰過(guò)程中，氣泡只能在傳熱表面上產(chǎn)生，蒸發(fā)器的有效傳熱面是與制冷劑液體相接觸的部分。所以，沸騰換熱系數的大小與蒸發(fā)器的構造有關(guān)。實(shí)驗結果表明，肋片管上的沸騰換熱系數大于光管，而且管束上的大于單管的。這是由于加肋片以后，在飽和溫度與單位面積熱負荷相同的條件下，氣泡生成與增長(cháng)的條件，肋片管比光管有利。由于汽化核心數的增加和氣泡增大速度的降低，使得氣泡很容易脫離傳熱壁面。實(shí)驗結果還表明，肋片管束的沸騰換熱系數大于光管管束的。有資料介紹，在相同的飽和溫度下，Rl2在肋片管管束的沸騰換熱系數比光管管束大70%，而R22的大90%。

　　根據以上分析，蒸發(fā)器的結構應該保證制冷劑蒸氣能很快地脫離傳熱表面。為了有效地利用傳熱面，應將液體制冷劑節流后產(chǎn)生的蒸氣，在進(jìn)入蒸發(fā)器前就從液體中分離出來(lái)，而且在操作管理中，蒸發(fā)器應該保持合理的制冷劑液體流量。

　　此外，制冷劑中含油，對沸騰換熱系數也有一定影響，而且其影響程度與含油濃度有關(guān)。一般說(shuō)，當制冷劑含油濃度不大于6%時(shí)，可不考慮這項影響，含油量更大時(shí)，會(huì )使沸騰換熱系數降低。