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蒸發(fā)器的工作原理

　　蒸發(fā)器的各類比較多，大致可分為以下四大類，它們工作原理各有不同，以下是詳細(xì)介紹：　　一、臥式蒸發(fā)器　　

1、其與臥式殼管式冷凝器的結(jié)構(gòu)基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發(fā)器和干式蒸發(fā)器兩種。臥式殼管式蒸發(fā)器廣泛使用于閉式鹽水循環(huán)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數(shù)高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對(duì)蒸發(fā)溫度將會(huì)有一定的影響。且當(dāng)鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機(jī)時(shí)，鹽水在管內(nèi)有被凍結(jié)的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內(nèi)溶解的潤(rùn)滑油很難返回壓縮機(jī)。此外清洗時(shí)需停止工作?！?strong>回收鈦材鈦管蒸發(fā)器

　2、干式氟利昂蒸發(fā)器 主要區(qū)別在于：制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，而載冷劑在管外流動(dòng)。節(jié)流后的氟利昂液體從一側(cè)端蓋的下部進(jìn)入蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)幾個(gè)流程后從端蓋的上部引出，制冷劑在管內(nèi)隨著流動(dòng)而不斷蒸發(fā)，所以壁面有一部分為蒸氣所占有，因此，它的傳熱效果不如滿液式。但是它無(wú)液柱對(duì)蒸發(fā)溫度的影響，且由于氟利昂流速較高(≥4m/s)，則回油較好。此外，由于管外充入的是大量的載冷劑，從而減緩了凍結(jié)的危險(xiǎn)。這種蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的充注量只需滿液式的1/2～l/3或更少，故稱之為“干式蒸發(fā)器”?！　《?、立管式蒸發(fā)器　　立管式和螺旋管式蒸發(fā)器的共同點(diǎn)是制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，整個(gè)蒸發(fā)器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(nèi)(或池、槽內(nèi))，為了保證載冷劑在箱內(nèi)以一定速度循環(huán)，箱內(nèi)焊有縱向隔板和裝有螺旋攪拌器。載冷劑流速一般為0.3～0.7m/s，以增強(qiáng)傳熱。　　這兩種蒸發(fā)器只能用于開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)，故載冷劑必須是非揮發(fā)性物質(zhì)，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發(fā)器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使?jié)舛冉档汀＿@兩種蒸發(fā)器可以直接觀察載冷劑的流動(dòng)情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統(tǒng)。　　

三、冷卻排管　　冷卻排管是用來(lái)冷卻空氣的一種蒸發(fā)器。廣泛應(yīng)用于低溫冷藏庫(kù)中，制冷劑在冷卻排管內(nèi)流動(dòng)并蒸發(fā)，管外作為傳熱介質(zhì)的被冷卻空氣作自然對(duì)流?！　±鋮s排管大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作，對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)貯存的非包裝食品造成的干耗較少。但排管的傳熱系數(shù)較低，且融霜時(shí)操作困難，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。對(duì)于氨直接冷卻系統(tǒng)用無(wú)縫鋼管焊制，采用光管或繞制翅片管;對(duì)于氟利昂系統(tǒng)，大都采用繞片或套片式銅管翅片管組?！　?/p>

1、蛇管式排管　　蛇管式頂管重力供液或氨泵供液均可;單排和雙排蛇管式墻排管可用于下進(jìn)上出式的氨泵供液系統(tǒng)及重力供液系統(tǒng)，對(duì)單根蛇管式排管還可用于氨泵上進(jìn)下出供液系統(tǒng)和熱力膨脹閥供液系統(tǒng)?！　∩吖苁脚殴艿膬?yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作，存液量較小，適用性強(qiáng)。其主要缺點(diǎn)為排管下段產(chǎn)生的蒸氣不能及時(shí)引出，必須經(jīng)過(guò)排管的全長(zhǎng)后才能排出，故傳熱系數(shù)小，汽液二相流動(dòng)阻力大?！　?、U形排管 常用的U形排管由兩層或四層光滑無(wú)縫鋼管構(gòu)成?！　 形頂排管優(yōu)點(diǎn)是結(jié)霜比較均勻，制作和安裝較方便，充液量小，約占其容積的50%，適用重力供液系統(tǒng)和氨泵下進(jìn)上出氨制冷系統(tǒng)，在冷庫(kù)中獲得較廣泛的應(yīng)用。但其占據(jù)庫(kù)房的有效空間較多，且上層排管不易除霜?！?strong>回收鈦材鈦管蒸發(fā)器

　四、冷風(fēng)機(jī)(空氣冷卻器) 　　冷風(fēng)機(jī)多是由軸流式風(fēng)機(jī)與冷卻排管等組成的一臺(tái)成套設(shè)備。它依靠風(fēng)機(jī)強(qiáng)制庫(kù)房?jī)?nèi)的空氣流經(jīng)箱體內(nèi)的冷卻排管進(jìn)行熱交換，使空氣冷卻，從而達(dá)到降低庫(kù)溫的目的。　　冷風(fēng)機(jī)按冷卻空氣所采用的方式可分為干式、濕式和干濕混合式三種。其中，制冷劑或載冷劑在排管內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)管壁冷卻管外空氣的稱為干式冷風(fēng)機(jī);以噴淋的載冷劑液體直接和空氣進(jìn)行熱交換的，稱為濕式冷風(fēng)機(jī);混合式冷風(fēng)機(jī)除冷卻排管外，還有載冷劑的噴淋裝置。下面介紹目前冷庫(kù)廣泛使用的干式冷風(fēng)機(jī)?！　±鋷?kù)常用的干式冷風(fēng)機(jī)按其安裝的位置又可分為吊頂式和落地式兩種類型。它們都由空氣冷卻排管，通風(fēng)機(jī)及除霜裝置組成，且冷風(fēng)機(jī)內(nèi)的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風(fēng)機(jī)常為落地式。

蒸發(fā)器分為循環(huán)型和膜式兩大類

蒸發(fā)器按操作壓力分常壓、加壓和減壓3種。按溶液在蒸發(fā)器中的運(yùn)動(dòng)狀況分有：①循環(huán)型。沸騰溶液在加熱室中多次通過(guò)加熱表面，如*循環(huán)管式、懸筐式、外熱式、列文式和強(qiáng)制循環(huán)式等。

②單程型。沸騰溶液在加熱室中一次通過(guò)加熱表面，不作循環(huán)流動(dòng)，即行排出濃縮液，如升膜式、降膜式、攪拌薄膜式和離心薄膜式等。

③直接接觸型。加熱介質(zhì)與溶液直接接觸傳熱，如浸沒(méi)燃燒式蒸發(fā)器。蒸發(fā)裝置在操作過(guò)程中，要消耗大量加熱蒸汽，為節(jié)省加熱蒸汽，可采用多效蒸發(fā)裝置和蒸汽再壓縮蒸發(fā)器。蒸發(fā)器廣泛用于化工、輕工等部門。

醫(yī)學(xué)中蒸發(fā)器vaporizer

揮發(fā)性吸入麻醉藥在室溫下均呈液態(tài)。蒸發(fā)器能有效地將揮發(fā)性麻醉藥液蒸發(fā)為氣體，并能精確地調(diào)節(jié)麻醉藥蒸氣輸出的濃度。麻醉藥的蒸發(fā)需要熱量，蒸發(fā)器周圍的溫度是決定揮發(fā)性麻醉藥蒸發(fā)速度的主要因素。當(dāng)代的麻醉機(jī)廣泛采用了溫度量補(bǔ)償型蒸發(fā)器，即在溫度或新鮮氣流量發(fā)生變化時(shí)，能通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)制來(lái)保持揮發(fā)性吸入麻醉藥蒸發(fā)速度恒定，從而保證吸入麻醉藥離開(kāi)蒸發(fā)器的輸出濃度穩(wěn)定。由于不同揮發(fā)性吸入麻醉藥的沸點(diǎn)和飽和蒸氣壓等物理特性不同，因此，蒸發(fā)器具有藥物性，如恩氟烷蒸發(fā)器、異氟烷蒸發(fā)器等，相互不能通用?，F(xiàn)代麻醉機(jī)的蒸發(fā)器多放置在麻醉呼吸環(huán)路之外，有單獨(dú)的氧氣氣流與之連接，蒸發(fā)出的吸入麻醉藥蒸氣與主氣流混合后再供病人吸入。

二、單程型蒸發(fā)器

這一大類蒸發(fā)器的主要特點(diǎn)是：溶液在蒸發(fā)器中只通過(guò)加熱室一次，不作循環(huán)流動(dòng)即成為濃縮液排出。溶液通過(guò)加熱室時(shí)，在管壁上呈膜狀流動(dòng)，故習(xí)慣上又稱為液膜式蒸發(fā)器。根據(jù)物料在蒸發(fā)器中流向的不同，單程型蒸發(fā)器又分以下幾種。

1．升膜式蒸發(fā)器其加熱室由許多豎直長(zhǎng)管組成。常用的加熱管直徑為25～50mm，管長(zhǎng)和管徑之比約為100～150。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入，在加熱管內(nèi)受熱沸騰并迅速汽化，生成的蒸汽在加熱管內(nèi)高速上升，一般常壓下操作時(shí)適宜的出口汽速為20～50m/s，減壓下操作時(shí)汽速可達(dá)100至160m/s或更大些。溶液則被上升的蒸汽所帶動(dòng)，沿管壁成膜狀上升并繼續(xù)蒸發(fā)，汽、液混合物在分離器2內(nèi)分離，完成液由分離器底部排出，二次蒸汽則在頂部導(dǎo)出。須注意的是，如果從料液中蒸發(fā)的水量不多，就難以達(dá)到上述要求的汽速，即升膜式蒸發(fā)器不適用于較濃溶液的蒸發(fā)；它對(duì)粘度很大，易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用。

2．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(guò)程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。由于成膜機(jī)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(jié)晶或易結(jié)垢的物料。

由于溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動(dòng)，因而對(duì)流傳熱系數(shù)大為提高，使得溶液能在加熱室中一次通過(guò)不再循環(huán)就達(dá)到要求的濃度，因此比循環(huán)型蒸發(fā)器具有更大的優(yōu)點(diǎn)。溶液不循環(huán)帶來(lái)好處有：（1）溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；（2）整個(gè)溶液的濃度，不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。其主要缺點(diǎn)是：對(duì)進(jìn)料負(fù)荷的波動(dòng)相當(dāng)敏感，當(dāng)設(shè)計(jì)或操作不適當(dāng)時(shí)不易成膜，此時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)將明顯下降。