蒸发传热

传热介质由液态相蒸发为气态相过程中发生的强化传热形式

蒸发传热是指传热介质由液态相蒸发为气态相过程中发生的一种强化传热形式。板式换热器降膜蒸发传热过程主要分为以下几个步骤：①热流体的冷却；②壁面导热；③热量由外壁面传至液膜；④热量通过液膜蒸发传至空气；⑤热量被气质流动的空气带出换热器。在这个过程中，竖直板上的降膜起到了很大的作用。

板式换热

板式换热器主要原理是利用强流空气与液膜之间的蒸发换热强化传热，板式换热器主要分为平板式换热器以及波纹板换热器。相比较传统的换热器，板式换热器有以下优点。首先，板式换热器能节约能源，蒸发式换热器不仅结合了传统板式换热器以及空冷式换热器，在一定程度上减少了水泵的输入功率，而且它内部的水温基本接近于湿球的温度，比传统的换热器低了不少。其次它还能节约水资源，传统的换热器对水的利用率不高，但是蒸发式换热器对水的利用率很高，经计算，蒸发式换热器的用水量为传统换热器的 5%~15%。此外，蒸发换热器不仅安装维护简单，而且运行成本较传统的换热器更低，并不需要安装冷却塔。除了以上特点之外，蒸发式换热器还有环保、排量小、占地面积小、节约整体成本等优点，所以在工业生产中被广泛使用。文献主要采用了计算机数值模拟的方法对板式换热器降膜蒸发换热过程进行模拟，对影响板式蒸发换热器换热性能的各项因素进行了研究，并且为板式换热器的结构设计和优化运行提供了相关的指导，为全面提升板式蒸发换热器的理论和技术水平奠定基础。

蒸发式冷凝器是一种高效换热器，具有能耗低、耗水量小、运行费用低、投资少等优点。蒸发式冷凝器消耗的水量只占水冷式冷凝器的5%～10%，耗电量占40%。此外，其冷凝温度比风冷式冷凝器低8～11℃，比水冷式冷凝器低4～10℃，可以保持在35～37℃以下。蒸发式冷凝器与风冷式相比，压缩机动力消耗可节约30%以上；与水冷式相比，压缩机动力消耗可节约10%以上。蒸发式冷凝器循环水量只占水冷式的30%～60%。鉴于板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等优点，文献实验采用板式换热器，对喷淋蒸发板式冷凝器的传热性能进行理论分析与实验研究，建立其特性实验系统和模型，着重研究蒸发式冷凝器板外水和空气侧的传热性能，并得出适合喷淋蒸发板式冷凝器的计算关联式，以指导该冷凝器的设计计算和热阻分析。研究表明：湿球温度、板片间距、喷水量和风量均是影响喷淋蒸发板式冷凝器传热性能的主要因素。

水平管降膜

实际制冷系统中的制冷剂含有压缩机的润滑油。文献研究了制冷剂中润滑油不同含油率时水平管降膜式蒸发传热特性。工质为R134a，含油率分别为0.5%、1.2%、5.1%，蒸发温度为6℃，热流密度范围为30～65kW/m2，工质喷淋密度分别为0.13kg/(s·m)，0.17kg/(s·m)、0.21 kg/(s·m)，测试段采用表面强化的铜管．实验结果表明：含油率从0.5%增大到5.1%，管外传热性能逐渐提高，当喷淋密度增加，管外换热系数也会提高，但随着含油率的增加，换热系数的增加幅度不大；一定含量的润滑油能增大R134a水平管降膜蒸发的换热系数．

水平管降膜蒸发技术作为一种高效的传热手段被广泛应用于海水淡化、化学工程、石油工业、制冷工业、食品加工等方面。在水平管降膜蒸发中，气液容易迅速分离，传热温差小，因而比竖管降膜与浸没管蒸发具有更好的传热效果。而且在作为热法海水淡化主要技术的多效蒸发(multi．effect distillation，MED)设备中，操作温度一般低于70℃，水平管降膜蒸发展现出良好的综合特性。文献以水为工质，对直径为19 mm的铝黄铜管外降膜蒸发传热过程进行实验研究。实验通过测量管表面和饱蒸气温度，计算得到平均和局部传热系数。由实验数据分析喷淋密度、蒸发温度、热流密度、管间距等参数对管外平均传热系数的影响，并与直径25．4mm铝黄铜管降膜蒸发传热系数进行比较，讨论局部传热系数随周向角度的变化。结果表明，在实验范围内，管外平均传热系数随温度的升高而增大，随喷淋密度的增大先增大，后略微下降。小管径管的降膜蒸发传热系数大于大管径管的传热系数。

立管式蒸发

蒸发冷却被应用于工业过程和空调系统中以降低不同流体的温度,其工作过程涉及空气和水的两相流、两相流的传热传质及传热和传质间的耦合。文献主要研究了立管式蒸发式冷凝器的传热特性,建立了一个一维、稳态的性能计算模型.实验结果表明,气-液界面的热阻是立管式蒸发式冷凝器热传递过程中的主要热阻,弹簧插入物有助于提高其传热性能.所得的结论为该种设备的设计提供了更多的参考信息.

毛细管内蒸发

毛细结构中的相变现象广泛存在于自然界和许多领域中，是一个较为复杂的传热传质现象，迄今对其机理还缺乏比较系统的认识。随着科学技术的迅速发展，近几年在前苏联、美国和德国等技术发达国家业已开始了这方面相关的研究工作。毛细结构中的蒸发传热过程与常规蒸发过程在本质上有差异。毛细管是毛细多孔材料的基本结构形式之一，其有效孔径可由毫米量级到数十纳米量级，并在化工、制冷和空间技术等许多方面具有广泛的应用背景。毛细管内的汽化和凝结过程是复杂毛细结构中汽液相变过程的基础。

汽液弯月面上的蒸发传热过程因在各种毛细材料中的汽液两相过程中起着相当重要的作用而受到重视。P.C.W ayner Jr、S.A.Kovalev和S.L.Solovyev以及D .Khrustalev等研究了汽液弯月界面上的蒸发传热过程，并指出其扩展微细液膜区在整个弯月面的传热过程中起着重要的作用。毛细管内的蒸发是一个毛细管内所形成的空间弯曲界面上的热质传递过程,热量的传递主要通过相变过程中质量的迁移来实现。

文献在综合考虑毛细管内扩展微细液膜和弯月界面上传热传质过程的基础上，对毛细管内的蒸发传热机理进行较为深入的分析，提出了其传热性能的计算方法，并作了实例计算。毛细管内的蒸发弯月面可分为平衡稳定液膜区、过渡液膜区和弯月面弯曲区。热质传递过程发生在过渡液膜区和弯月面弯曲区。计算结果表明:在过渡液膜区具有很高的换热系数，毛细管径的增大将导致毛细管内换热系数的下降。

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