為了使溶液有良好的循環(huán),中央循環(huán)管的截面積一般為其它加熱管總截面積的40~;加熱管高度一般為1~2m;加熱管直徑在25~75mm之間。這種蒸發(fā)器由于結構緊湊、制造方便、傳熱較好及操作可靠等優(yōu)點,應用十分廣泛。但是由于結構上的限制,循環(huán)速度不大。加上溶液在加熱室中不斷循環(huán),使其濃度始終接近完成液的濃度,因而溶液的沸點高,有效溫度差就減小。這是循環(huán)式蒸發(fā)器的共同缺點。此外,設備的清洗和維修也不夠方便,所以這種蒸發(fā)器難以完全滿足生產(chǎn)的要求。
懸筐式蒸發(fā)器為了克服循環(huán)式蒸發(fā)器中蒸發(fā)液易結晶、易結垢且不易清洗等缺點,對標準式蒸發(fā)器結構進行了更合理的改進,這就是懸筐式蒸發(fā)器。加熱室4象個籃筐,懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部,并且以加熱室外壁與蒸發(fā)器內(nèi)壁之間的環(huán)形孔道代替中央循環(huán)管。
溶液沿加熱管中央上升,而后循著懸筐式加熱室外壁與蒸發(fā)器內(nèi)壁間的環(huán)隙向下流動而構成循環(huán)。由于環(huán)隙面積約為加熱管總截面積的100至150%,故溶液循環(huán)速度比標準式蒸發(fā)器為大,可達1.5m/s。此外,這種蒸發(fā)器的加熱室可由頂部取出進行檢修或更換,而且熱損失也較小。它的主要缺點是結構復雜,單位傳熱面積的金屬消耗較多。
降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于,料液是從蒸發(fā)器的頂部加入,在重力作用下沿管壁成膜狀下降,并在此過程中蒸發(fā)增濃,在其底部得到濃縮液。由于成膜機理不同于升膜式蒸發(fā)器,故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大(例如在0.05~0.45Ns/m2范圍內(nèi))、熱敏性的物料。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻,傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小,仍不適用易結晶或易結垢的物料。
刮板式蒸發(fā)器蒸發(fā)器外殼內(nèi)帶有加熱蒸汽夾套,其內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的葉片即刮板。刮板有固定式和轉(zhuǎn)子式兩種,前者與殼體內(nèi)壁的間隙為0.5~1.5mm,后者與器壁的間隙隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)而變。料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入(亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的)。
結構型式對二手蒸發(fā)器傳熱的影響
二手蒸發(fā)器的結構型式很多,不管哪種,在設計和制作時一定要使制冷劑蒸汽能很快離開傳熱表面和保持合理的液面高度,有效的充分利用傳熱表面。制冷劑液體節(jié)流時產(chǎn)生的少量燕汽可通過汽液分離設備使汽體與液體分離,只將分離掉汽體的液體送人蒸發(fā)器內(nèi)吸熱,以提高蒸發(fā)器的傳熱效果。
液體如能在潤濕的加熱表面上汽化沸騰,則汽泡根部細小,形成汽泡的體積不大,汽泡容易離開加熱表面而上升。若液體不能在潤濕的加熱表面上汽化沸騰,則形成的汽泡體積較大、根部也較大,汽化核心數(shù)目將減少。這時產(chǎn)生的汽泡就會聚集在加熱表面上,并沿著加熱表面發(fā)展產(chǎn)生汽膜,致使熱阻加大,放熱系數(shù)下降。常用的一些制冷劑液體均具有良好的潤濕性能,因此具有良好的放熱性能。氨比氟里昂的潤濕性能更好。在二手蒸發(fā)器中,當制冷劑側的制冷劑液體中混人潤滑油時,油在低溫下枯度很大,容易附著在傳熱面上形成油膜而不易排出,從而加大傳熱熱阻;同時形成油膜還會妨礙制冷劑液體潤濕傳熱表面,降低傳熱效能,嚴重時會使得制冷劑完全不吸收外界熱量,失去制冷作用。
水、鹽水和空氣是制冷裝置中常見的被冷卻介質(zhì),其放熱強度除與其物理性質(zhì)有關外,還與其流動速度,流速的兒何形狀以及流動的途徑等外界因素有關。流速大,流速的幾何形狀和流動的途徑合理,則放熱系數(shù)加大,但相應的動力消耗和基本設施費用也加大。適宜的流速與流體通道的布局應通過技術經(jīng)濟分析、比較才能確定。