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水平管降膜蒸发器蒸发机理分析

　　0 前言

　　水平管降膜蒸发器技术最早出现在19 世纪，直到20 世纪90 年代，才开始用在制冷系统上。降膜式蒸发器是将制冷剂喷淋在蒸发管上，利用制冷剂管外蒸发达到与管内工质换热的目的，也就是冷媒介质在蒸发管内流动，与蒸发管外流过的制冷剂液体进行换热，使其蒸发，实现热量的传递。目前，水平管降膜蒸发器广泛应用于食品、化工、海水淡化等行业且在这些领域其应用技术已比较成熟，但是在制冷行业的应用还处于初期阶段。水平管降膜蒸发器技术具有自身的特点，这主要包括：拥有较高的换热系数[1]，这可以减小蒸发器的体积，节约空间，降低成本;同时，管外制冷剂流体的压力降很小，可以忽略不计，从而可以减小温差损失;此外，可以大大减少制冷剂的充注量，通过对大量数据的统计，在相同的制冷量下，采用降膜蒸发器的充注量要比满液式蒸发器少大约25%。

　　水平管降膜蒸发器作为一种高效换热设备，影响其换热效果的因素很多，众多研究者对此进行了大量的研究工作，但由于气液界面存在的波动引起水平管降膜蒸发传热的复杂性，使研究的结果有所不同，而且大部分的研究都集中在海水淡化领域，对于制冷行业的水平管降膜蒸发器蒸发机理的研究还很少，本文因此对此机理进行分析。

　　1 管外制冷剂流态分析

　　1.1 流动形态

　　水平管束间液膜的流动形态主要有滴状流、柱状流和片状流3种主要流态，另有少量的滴-柱状流和柱-片状流两种过渡流态。管间流动形式与制冷剂的流率、管间距及制冷剂的性质有关。具体取决于两个无量纲数Ga和Re，其定义为：

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