热交换设备是制冷系统中主要的设备,它们传热效率的高低直接影响着系统的运行。因此， 对其进行一些简单的热力分析是必要的。

热交换设备的传热量大小与换热面积、传热温差、传热系数的大小成正比。

对已选定的设备 来说,其换热面积是一定的,因此在正常使用中要提高设备单位面积传热量,除了提高设备内冷 热流体间的传热温差外,更重要的是提高设备的传热系数。

这是因为提高设备内冷热流体间的传热温差不仅要受到客观条件的限制，而且还会增大传热的不可逆损失。

传热系数是反映传热过程强弱的重要指标,它受各种传热因素的影响,即取决于设备中冷热 流体的热物理性质、流动情况、传热表面特性以及设备结构特点等因素。

分析这些影响因素有利 于在热交换设备的设计、安装、管理、操作维修中采取相应的措施来提高其传热性能。

不同的制冷剂表现出各自的特性,影响传热的因素主要是制冷剂的比热、导热系数、密度、粘度等。

导热系数较大的制冷剂,能减小制冷剂内部以及与换热壁面间的导热热阻,增大传热系 数。当比热和密度大时,单位容积制冷剂就能携带更多的热量,故其对流换热方式转移热量的能 力就大,传热系数也大。

当粘度大时,会使制冷剂的流动阻力增大,使其传热性能降低。同时,制 冷剂的导热系数、比热、密度与粘度等因素还受到温度的影响。

对冷凝器而言,制冷机压缩后的制冷剂过热蒸气在冷凝器壁面上的放热是一个冷却冷凝过 程。

在冷却阶段制冷剂以显热的形式向冷凝器壁面放热;在冷凝阶段制冷剂以膜状凝结和珠状 凝结两种不同的换热形式向冷凝器壁面放出凝结潜热。

制冷剂蒸气在冷凝器中的凝结主要属于 膜状凝结。

从换热效果看,在珠状凝结的情况下,由于壁面上没有形成液膜,因此热阻较小,在相 同的温差(饱和温度与冷壁面温度之差)下,其放热量可以达到膜状凝结的15- -20倍。在膜状凝 结时形成的液膜,将使制冷剂的热阻增大,传热系数降低。

因此理想情况是避免液膜增厚并能使 其迅速与传热面分离。当蒸气与冷凝液膜同向运动时,液膜与传热面的分离较快,因此这时的放 热系数也较高。

当液膜与蒸气反向运动时,则传热系数可能降低,也可能增大。

这将取决于蒸气 的流速,当蒸气流速较小时,则液膜变厚,传热系数降低;当蒸气流速较大时,液膜层会被燕气带 着运动以致较快地与传热表面脱离，使传热系数增大。

而对于蒸发器内的制冷剂液体吸收热量后气化沸腾，一开始蒸气仅在加热表面上一些突起 的小点上生成,这些个别小点形成气化的核心。

气化核心生成的数量多少与加热表面上液体过 热程度有关。液体的过热程度取决于制冷剂饱和温度t,与换热壁面温度tw 间温差Ot,Ot,值 越大则单位面积热负荷亦越大。

随着Ot 的增大,生成气化核心数目就越多,气泡从生成到离开 传热表面的时间也越短,从而促使蒸发器的放热系数和单位面积传热量的增大。

当Ot 值增大 到一定程度时,则蒸发器的传热系数和单位面积传热量就不再随之增大反而会发生急剧下降。