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蒸发器计算方法工作原理分类特点选择方法等内容介绍

2021-11-24 来源:安徽机械信息网

2017-12-21 10:12:53来源:贤集网 赵媛

日常生活中,人们家居装修中所使用的空调、冰箱、洗衣机等等一些家用电器,其内部都会有一个重要的零部件,那就是蒸发器,蒸发器是由低温的冷凝液体通过与外界的空气进行加热和蒸发,然后通过加热室提供液体蒸发所需要的热量来加快液体的沸腾并汽化,加热室中所产生的蒸汽带有大量液体小液珠,这些液体小液珠会借自身凝聚力或除沫器等的作用得以与蒸汽分离,通常除沫器是安装在蒸发室的顶部。接下来贤集网小编为大家介绍一下蒸发器计算方法、工作原理、分类、特点、选择方法、常见故障及解决方法、防垢处理、维护、工业应用、温度影响因素、与冷凝器的区别。

蒸发器计算方法

一、先确定工艺流程;

二、求初始各效蒸发水量

1、初始沸点定为15摄氏度;

2、各效加热蒸汽和料液沸点间的传热温差为20摄氏度左右;

3、确定最后一效的二次蒸汽压强,一般为10KPa,并求出相对应的温度;

4、退出其它各效和生蒸汽温度及其压强;

5、设计换热器位置,加热蒸汽来源;

6、列方程组求各效蒸发水量作为初始值。

蒸发器的工作原理

加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促使液体沸腾汽化,蒸发室使气液两相完全分离,加热室中产生的蒸气带有大量液沫,到了较大空间的蒸发室后,这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。

蒸发器的分类

一、按蒸发方式分:

1、自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低;

2、沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发,工业上的蒸发操作基本上皆是此类。

二、按加热方式分:

1、直接热源加热:

它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程;

2、间接热源加热:

容器间壁传给被蒸发的溶液,即在间壁式换热器中进行的传热过程;

3、按操作压力分:

可分为常压、加压和减压(真空)蒸发操作,很显然,对于热敏性物料,如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行,而高粘度物料就应采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发;

4、按效数分:

可分为单效与多效蒸发,若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,称为单效蒸发,若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,并将多个蒸发器串联,此蒸发过程即为多效蒸发。

蒸发器的特点

1、蒸发器内径为φ200mm、高度约为100 mm的金属圆盆;

2、蒸发器为金属圆形结构、内壁应圆滑,蒸发器刃口不得有毛刺或碰伤等缺陷;

3、所有与水接触的部位应光滑,其相互配合或连接部焊缝应严密、牢固、不得有渗漏水现象;

4、蒸发器各零、部件的装配应正确,不得有松脱、变形及其它影响使用的缺陷;

5、蒸发器各零、部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁,不得有脱层、锈蚀等缺陷;

6、蒸发器与安装框架应安装方便,并能使蒸发器在正常使用中不会因风力影响而脱开。

蒸发器选择方法

1、效数

主要考虑处理量的大小、被蒸发物料的沸点升高值、设备的多少;

2、乏汽冷凝器的选择

乏汽(释放出热势能的蒸汽从排汽口排出,称为乏汽)必须回收的时候,最好采用间接冷凝器,比如列管式、螺旋板式换热器;乏汽不需要回收的时候,最好采用直接冷凝器,比如直接大气冷凝器、水喷射泵冷凝等;

3、流程

①顺流在操作的时候,后效蒸发室的压强较前效低,溶液在效间的输送所需的泵的功率小;

②此外,因为后效蒸发发温度低,所以前效溶液进入后效后,就会闪蒸出部分的蒸汽,所以生蒸汽消耗比较少,但是,顺流流程的时候,后效的浓度高、温度低、粘度增高、传热速率小;

③逆操作的时候和顺流操作是相反的,前效温度高、浓度高,后效温度低、浓度低,让各效的传热速率接近,但是所需效间过料泵功率大,蒸汽消耗多;

④不适合处理热敏性物料,也不适合随着温度和浓度提高,介质腐蚀性增强的物料,另外,其能根据物料的具体情况采用平流、混流的流程;

4、加热面积

确定蒸发器的加热面积是通过物料平衡、热量平衡、传热计算以及采用的流程形式等因素综合考虑后决定的。

蒸发器的常见故障及解决方法

1、电路或管道连接故障

①故障情况:由于电路老化、人为损坏、虫鼠破坏等原因,蒸发器的电线和铜管的连接处可能断开或者松弛,会导致风机的风扇不转动或者制冷剂泄漏;

②维修方法:检查电线、管道等连接处,重新加固连接;

2、结霜严重或不化霜

①故障情况:由于长时间不除霜、库内湿度较高,会导致蒸发器变面结霜严重,由于蒸发器上的电热丝或者淋水设备等化霜装置故障,会导致蒸发器化霜困难或不化霜;

②维修方法:检查除霜装置,修复或更换除霜装置,使用工具,人工除霜,除霜时,禁止用硬物敲打冰霜,要避免对蒸发器的破坏;

3、内管堵塞

①故障情况:由于制冷系统内存在杂物,杂物进入蒸发器管道,使管道堵塞,若制冷系统中存在水气,水气会结冰,使管道堵塞;

②维修方法:使用氮气吹污,更换制冷剂,把制冷系统内的杂物及水气排除。

蒸发器的防垢处理

1、在蒸发器制作时进行预膜防垢处理,制作蒸发器时采用预膜防垢能在蒸发器、冷风机的管道表面形成一层保护膜,有效的阻止污垢晶体在铜管表面上附着,降低蒸发器结垢可能,延长蒸发器、冷风机结构周期;

2、在蒸发器、冷风机内设置预冷器,使蒸发器的管表面蒸发温度在40℃以下,同时,采用大水量,密集型布水器,确保冷凝器管表面时刻被水膜包覆,无干涸点,设置预冷器、防止干涸点的产生都对蒸发器、空气冷却器的结垢问题有预防效果;

3、采用少量连续排水装置,将蒸发器、空气冷却器的冷却循环水的钙离子的浓缩倍数控制在一定范围内,有效的防止垢质的析出,降低蒸发器、冷风机、闭式冷却塔冷却循环水的钙离子含量是控制结垢问题的釜底抽薪之策,能从源头上解决蒸发器防垢、结垢问题。

蒸发器的维护

1、经常进行蒸发器的检漏工作,泄漏是蒸发器常见的故障现象,在使用过程中应注意经常检漏;

2、经常对蒸发器的结霜状况进行检查,当霜层过厚时,应及时除霜,当结霜异常时,可能是由于堵塞造成的,应及时查找原因并予以排除;

3、蒸发器长期停用时,将制冷剂拙到储液器或冷凝器中,使蒸发器的压力保持在0.05MPa(表压)左右为宜,若为盐水池中的蒸发器,还需用自来水冲洗,冲洗后在池内注满自来水。

蒸发器的工业应用

1、浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如电解烧碱液的浓缩,食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等;

2、同时浓缩溶液和回收溶剂,例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,中药生产中酒精浸出液的蒸发等;

3、为了获得纯净的溶剂,例如海水淡化等。

蒸发器温度影响因素

1、蒸发器管路结油:正常情况下由于润滑油和氟利昂互溶,在换热器表面不会形成油膜,可以不考虑油膜热阻,但在追加润滑油情况下,必须选用和原来标号相同的润滑油,防止油膜的产生;

2、干燥过滤器堵塞:为保证制冷剤的正常循环,制冷系统必须保持清洁、干燥,如果系统有杂质,就会造成干燥过滤器堵塞,系统供液困难,影响制冷效果;

3、空气过滤网堵塞:必须定期更换过滤网,保证空调所需的循环风量;

4、缺少制冷剂。

蒸发器与冷凝器的区别

1、蒸发器和冷凝器都属于热交换器,所谓的热交换,就是有两种或两种以上温度不同的流体间相互传热的设备,所以也称之为热交换设备。因此蒸发器和冷凝器的结构形式虽然多种多样但是工作原理是相同的,都是通过制冷剂与流经其容器表面的外界介质换热的设备,即都是一种换热器,在影响传热的因素上蒸发器和冷凝器也是相同的,其传热量跟换热面积、传热温差、传热系数都有管关系;

2、蒸发器和冷凝器的工作形式却是不同的,冷凝器是给介质降温液化,对外放热;蒸发器是介质吸热气化,吸收外界热量的,也就是制冷剂是由气态变为液态,是一个冷凝放热过程,其内压力一般很高;而蒸发器的制冷剂是由液态变为气态,是一个蒸发吸热过程,其内压力一般较低;

3、总结而言冷凝器是制冷装置中主要的热交换设备之一,它的作用是将制冷机升压排出的制冷剂过热蒸汽冷却冷凝成制冷剂液体,并放热于冷却介质中,常用的冷却介质是:水和空气;

4、蒸发器是制冷系统中用于制冷剂与低温热源间进行热交换的设备,也是制冷装置中的主要热交换设备之一,在蒸发器中,制冷剂液体在低压低温下汽化吸收被冷却介质的热量,成为低温低压下的制冷剂干饱和气体或过热蒸汽,从而在制冷系统中产生和输出冷量,蒸发器位于节流阀和制冷机回气总管之间或连接于汽液分离设备的供液和回气管之间,并安装在需要冷却、冻结的冷间或场所。

以上是贤集网小编为大家介绍的蒸发器计算方法、工作原理、分类、特点、选择方法、常见故障及解决方法、防垢处理、维护、工业应用、温度影响因素、与冷凝器的区别。蒸发器循环冷却水中含有大量的盐类物质、腐蚀产物和各种微生物,由于未对其进行水处理,蒸发器运行一段时间后水侧会结有大量的钙镁碳酸盐垢及藻类、微生物淤泥、粘泥等,这些污垢牢固附着于铜管内表面,导致传热恶化、循环压力上升、机组真空度降低,影响机组的运行效率,造成较大的经济损失。

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