制冷空调系统水平管降膜蒸发研究

　早在1848年，人们就已经开发出水平管束降液膜换热器，1888年注册了降膜蒸发器的专利。但随后的研究比较少，直至1970年，随着能源危机的爆发、多效降膜蒸发器的开发和新的节能技术的应用等，使得降膜蒸发器的研究活跃起来。但是在1990年以前，水平管降膜蒸发的应用仅局限于海洋热能转化系统、医药卫生、化工等领域，实际上是作为一种冷凝器来使用，也可以说是一种水平管降膜蒸发技术的应用。直到1990年以后CFCs制冷剂被逐步禁用才再次引起了人们的关注，并在制冷系统上开始应用。
　　水平管降膜蒸发是由相对低的温度驱动力或相对低的热流量在水平管外壁面上引起的表面蒸发。由于在管外布成的液膜比较薄，薄膜的流动有利于蒸气与液相尽快分离，所以管外降膜的传热系数比较高，并且随着热流量的增加和驱动温度的升高，传热系数还会进一步增大。同时，由于可以实现在较小温差下进行传热，表面过热度下降，管表面的结垢情况也得以改善。
　　制冷系统用的水平管降膜蒸发器与常用的满液式蒸发器相比具有很大的优势，主要表现在：传热系数高;制冷剂充注量少;管外制冷剂流体的压力降小，并且无由液位产生的静压头;良好的回油性等。但制冷用的水平管降膜蒸发器传热机制复杂、制冷剂分配困难、容易造成“蒸发管千蒸”等缺点限制了它的应用。笔者对制冷系统中水平管降膜蒸发研究现状进行研究，并介绍R22水平单管降膜蒸发的换热和可视化试验。
　　1 水平降膜管外流型的研究
　　当液体由一根管流向下一根管时，随喷淋密度的增大，液膜的流型一般可分为：滴状流、射(柱状)流和片状流，另有少量的滴一柱状流和柱一片状流2种过渡流态，如图1所示。制冷剂量过少或过多相应地呈现出滴状流与片状流，通常情况下，应当要求管间的流态尽量保持射流。管间流动形式与制冷剂的流率、管间距及制冷剂的性质等有关。


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