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蒸發器的分類
蒸發操作的分類
1、按蒸發方式分：
自然蒸發：即溶液在低于沸點溫度下蒸發，如海水曬鹽，這種情況下，因溶劑僅在溶液表面汽化，溶劑汽化速率低。
沸騰蒸發：將溶液加熱至沸點，使之在沸騰狀態下蒸發。工業上的蒸發操作基本上皆是此類。
2、按加熱方式分：
直接熱源加熱 它是將燃料與空氣混合，使其燃燒產生的高溫火焰和煙氣經噴嘴直接噴入被蒸發的溶液中來加熱溶液、使溶劑汽化的蒸發過程。
間接熱源加熱 容器間壁傳給被蒸發的溶液。即在間壁式換熱器中進行的傳熱過
第一文庫網 程。3、按操作壓力分：
可分為常壓、加壓和減壓（真空）蒸發操作。很顯然，對于熱敏性物料，如抗生素溶液、果汁等應在減壓下進行。而高粘度物料就應采用加壓高溫熱源加熱（如導熱油、熔鹽等）進行蒸發
4、按效數分：
可分為單效與多效蒸發。若蒸發產生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，稱為單效蒸發。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽，并將多個蒸發器串聯，此蒸發過程即為多效蒸發。 根據被冷卻介質的種類不同，蒸發器可分為兩大類：
(1)冷卻液體載冷劑的蒸發器。用于冷卻液體載冷劑——水、鹽水或乙二醇水溶液等。這類蒸發器常用的有臥式蒸發器、立管式蒸發器和螺旋管式蒸發器等。
(2)冷卻空氣的蒸發器。這類蒸發器有冷卻排管和冷風機。
一、臥式蒸發器
1、臥式蒸發器又稱為臥式殼管式蒸發器,其與臥式殼管式冷凝器的結構基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發器和干式蒸發器兩種。 臥式殼管式蒸發器是滿液式蒸發器。即載冷劑以1～2m/s的速度在管內流動，管外的管束間大部分充滿制冷劑體，二者通過管壁進行充分的熱交換。吸熱蒸發的制冷劑蒸汽，經蒸發器上部的液體分離器，進入壓縮機。為了保證制冷系統正常運行，這種蒸發器中制冷劑的充滿高度應適中。液面過高可能使回氣中夾帶液體而造成壓縮機發生液擊；反之，液面過低會使得部分蒸發管露出液面而不起換熱作用，從而降低蒸發器的傳熱能力。因此，對于氨蒸發器其充滿高度一般為筒體直徑的
70～80％，對于氟利昂蒸發器充滿高度一般為筒體直徑的55～65％。臥式殼管式蒸發器廣泛使用于閉式鹽水循環系統。其主要特點是：結構緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對蒸發溫度將會有一定的影響。且當鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機時，鹽水在管內有被凍結的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內溶解的潤滑油很難返回壓縮機。此外清洗時需停止工作。
2、干式氟利昂蒸發器 主要區別在于：制冷劑在管內流動，而載冷劑在管外流動。節流后的氟利昂液體從一側端蓋的下部進入蒸發器，經過幾個流程后從端蓋的上部引出，制冷劑在管內隨著流動而不斷蒸發，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。但是它無液柱對蒸發溫度的影響，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，從而減緩了凍結的危險。這種蒸發器內制冷劑的充注量只需滿液式的
1/2～l/3或更少，故稱之為“干式蒸發器”。 為了提高載冷劑的流速并使其橫向沖刷管束，在殼體內裝有多塊折流板，以提高傳熱效果。干式氟利昂蒸發器常用于冷卻淡水，水的流速一般為0.5～1.5m/s，銅管時一般取1.0m/s
二 、立管式蒸發器
立管式和螺旋管式蒸發器的共同點是制冷劑在管內蒸發，整個蒸發器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(或池、槽內)，為了保證載冷劑在箱內以一定速度循環，箱內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，以增強傳熱。
這兩種蒸發器只能用于開式循環系統，故載冷劑必須是非揮發性物質，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使濃度降低。這兩種蒸發器可以直接觀察載冷劑的流動情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統。
1、立管式蒸發器全部由無縫鋼管焊制而成。蒸發器的列管以組為單位，按照不同的容量要求，蒸發器可由若干組列管組合而成。每一組列管由兩個直徑較大的水平集管，上面的稱為蒸氣集管，下面稱為液體集管。和在集管上焊接兩頭彎曲的細立管及粗立管組成。
上、下水平集管的管徑一般為D108×4或D121×4，細立管的直徑一般為D57×3.5或D38×3，粗立管的直徑一般為D76×4。上集管的一端接汽液分離器，分離回汽中夾帶的液滴。下集管的一端與集油器相連。來自貯液器的高壓、常溫液體制冷劑經節流后從上集管中部的進液管進入蒸發器，進液管位于粗立管中并往下伸至下集管。這樣就保證液體能較均勻地分配到各根立管中。由于細立管的相對換熱面積較粗立管大，所以在細立管內液體先蒸發產生大量的蒸氣并引帶液體上升。汽液混合物進入上集管后，其中大部分液體又經粗立管返回下集管，形成了內部循環。而夾帶的部分液滴的蒸汽進入汽液分離器，分離出來的液體再次返回下集管，蒸汽被壓縮機吸走。蒸發器的潤滑油沉積在集油器中，以便定期放出。
2、螺旋管式蒸發器是對立管式蒸發器改進后的一種變型。其總結構與立管式相似。二者的不同是螺旋管式蒸發器在上、下集管之間焊接的是用兩排螺旋管取
代了立管。在集管距離相等時，使傳熱面積增大，因此結構尺寸緊湊，且焊接頭較少，加工制造容易。在此基礎上，國內又開發生產了雙頭螺旋管式蒸發器，它的螺旋管是由螺徑不同的內外兩圈組合而成。這樣使得蒸發器的結構更為緊湊。
三、冷卻排管 （空氣冷卻器）
冷卻排管是用來冷卻空氣的一種蒸發器。廣泛應用于低溫冷藏庫中，制冷劑在冷卻排管內流動并蒸發，管外作為傳熱介質的被冷卻空氣作自然對流。 冷卻排管最大的優點是結構簡單，便于制作，對庫房內貯存的非包裝食品造成的干耗較少。但排管的傳熱系數較低，且融霜時操作困難，不利于實現自動化。對于氨直接冷卻系統用無縫鋼管焊制，采用光管或繞制翅片管；對于氟利昂系統，大都采用繞片或套片式銅管翅片管組。
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上出式的氨泵供液系統及重力供液系統，對單根蛇管式排管還可用于氨泵上進下出供液系統和熱力膨脹閥供液系統。
蛇管式排管的優點是結構簡單，易于制作，存液量較小，適用性強。其主要缺點為排管下段產生的蒸氣不能及時引出，必須經過排管的全長后才能排出，故傳熱系數小，汽液二相流動阻力大。
2、U形排管 常用的U形排管由兩層或四層光滑無縫鋼管構成。
U 形頂排管優點是結霜比較均勻，制作和安裝較方便，充液量小，約占其容積的50％，適用重力供液系統和氨泵下進上出氨制冷系統，在冷庫中獲得較廣泛的應用。但其占據庫房的有效空間較多，且上層排管不易除霜。
四、冷風機(空氣冷卻器)
冷風機多是由軸流式風機與冷卻排管等組成的一臺成套設備。它依靠風機強制庫房內的空氣流經箱體內的冷卻排管進行熱交換，使空氣冷卻，從而達到降低庫溫的目的。
冷風機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流動，通過管壁冷卻管外空氣的稱為干式冷風機；以噴淋的載冷劑液體直接和空氣進行熱交換的，稱為濕式冷風機；混合式冷風機除冷卻排管外，還有載冷劑的噴淋裝置。下面介紹目前冷庫廣泛使用的干式冷風機。
冷庫常用的干式冷風機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，通風機及除霜裝置組成，且冷風機內的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風機常為落地式。
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