石墨換熱器的相變換熱與兩相流效率

發(fā)布時間：22-03-19 瀏覽量：

對于石墨換熱器要實現(xiàn)熱能的傳遞,，熱交換器的作用不容忽視。根據(jù)冷凍技術(shù)中特殊的工作條件,，大多數(shù)情況下都采用間壁式石墨換熱器,，其中尤以傳熱元件為管件的換熱器在冷、冷等設(shè)備中應(yīng)用很為廣泛,，歷史悠久,。由于圓管加工簡單，技術(shù)成熟,，市場上易于獲得,，并能在較大的壓力和溫度范圍內(nèi)可靠地工作，甚至在工況不穩(wěn)定時,。在熱應(yīng)力沖擊管中,，外部加翅片，加上所需的翅片，達到強化傳熱的目的,，使整個石墨換熱器具有較高的傳熱效率，體積小,、重量輕,、流阻小,；根據(jù)使用要求的不同,，管式石墨換熱器的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，綜合起來又可分為列管式,、盤管式和立式管式,。舉例來說，在制冷技術(shù)中,，蒸發(fā)器,；在空氣分離設(shè)備中使用的冷凝蒸發(fā)器等。采用平面或空間交叉圓盤換熱管的各種盤管石墨換熱器,，廣泛應(yīng)用于制冷,、低溫設(shè)備中。

石墨低溫換熱器與相變熱之間存在著大量的兩相流動,，一方面是因為低溫石墨換熱器具有較高的傳熱效率和較高的熱流,；另一方面由于低溫流體在生成、貯運,、熱交換過程中很容易產(chǎn)生相變,。這類轉(zhuǎn)變熱過程不僅包含沸騰、凝結(jié)模式,，而且大量處于熱傳導(dǎo)機制十分復(fù)雜的兩相強制對流換熱和近臨界區(qū)對流換熱工況,。但石墨低溫換熱器傳熱有其自身的特點，低溫下物性變化劇烈,。在低溫下工作的質(zhì)物性隨著溫度,、壓力的變化而變化很大，因此,，一般熱傳遞中給出的對流能量方程的定物性不能任意援用,，限制了對數(shù)等差的應(yīng)用。具體地說,，石墨換熱器常常在接近熱力學(xué)臨界狀態(tài)附近停止傳熱,，近臨界區(qū)物性隨溫度變化，壓力變化異常劇烈,，這與普通常規(guī)換熱器不相適應(yīng),。低溫?zé)醾鲗?dǎo)主要涉及變導(dǎo)熱系數(shù)熱傳導(dǎo)和很容易在低溫下形成的結(jié)晶堆積物具有各向異性的多維熱傳導(dǎo)問題。此外，低溫設(shè)備,、低溫石墨換熱器多工作在遠低于環(huán)境溫度的工作條件下,，因此設(shè)備的熱絕緣、支撐導(dǎo)熱所接觸到的高真空絕熱,、多層絕熱絕熱,、粉末、絕熱泡沫,、異形變截面長桿導(dǎo)熱等都觸及了具有特性的低溫?zé)醾鲗?dǎo),。在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域中，石墨熱交換器的應(yīng)用日益廣泛,。