热虹吸式蒸发器(知识资料)
热虹吸式蒸发器（知识资料）
热虹吸式蒸发器（知识资料）一、技术来源1、热虹吸原理虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由于管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动，.利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出.虹吸管是人类的一种古老发明,早在公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管。
事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。
使液体向上升的力是液体间的分子内聚力.在发生虹吸现象时,由于管内向外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水.在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。
设想一下，我们公司的冷水机组，蒸发器进口为液体，出口为过热气体，整个蒸发过程是否也产生了位能差，是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程，答案是可以的。
2、虹吸式蒸发器结构及工作原理虹吸蒸发器由两部分组成，上部为气液分离器，下部为虹吸式蒸发器（如图1所示），属于重力型再循环蒸发器。
节流后的制冷剂液体进入气液分离器，其中保持一定的静液压力，凭借重力向蒸发器供液，液态制冷剂在蒸发器中吸热，部分气化使进出口液体产生密度差（位能差），此压差产生动力，使制冷剂在管程的质量流率和循环倍率提高。
这种由于相变引起密度改变的自循环现象叫热虹吸。
二、虹吸式蒸发器的优势：1、干式蒸发器干式蒸发器对介质的粘度要求不高，动力粘度在0.5～50mPa.s范围内都可以取得较好的效果，例如：二氯甲烷液体（-5℃，5bar时的粘度只有0.56mPa.s）50%（v/v）的丙二醇溶液（-15℃时的粘度达到50 mPa.s）。
蒸发器原理与操作资料
蒸发器原理与操作资料蒸发器是一种用来加热和蒸发液体的设备，广泛应用于化工、制药、食品加工和环境保护等领域。
蒸发器的工作原理和操作方法对于保证设备的正常运行和提高生产效率至关重要。
下面将详细介绍蒸发器的原理和操作资料。
一、蒸发器的工作原理蒸发器的工作原理是利用加热将液体转化为气体，并通过气体的排出和冷凝将有用物质分离出来。
其工作流程如下：1.首先，将需要蒸发的液体装入蒸发器中，通过加热使液体温度升高。
2.当液体温度达到一定程度时，液体开始沸腾，液体内部的分子开始蒸发形成气体。
3.蒸发的气体会从蒸发器的顶部排出，进入冷凝器中，通过冷却将气体转化为液体。
4.转化为液体的有用物质可以被收集和利用，而无用物质则被排除。
二、蒸发器的操作方法蒸发器的操作方法与设备类型和规模有关，但总体上可以分为以下几个步骤：1.准备工作：清洁蒸发器设备以确保其表面光洁平整，检查仪表和管路连接是否完好。
2.加料：根据工艺要求将液体物料加入蒸发器中，注意控制液位，避免超过最大容量。
3.加热：根据液体物料的性质和蒸发器的规格，选择合适的加热方式。
可以是直接加热或间接加热。
4.控制温度：使用温度控制装置控制加热过程中的温度，以避免过热和过冷，保证蒸发过程的稳定。
5.卸料：当液体物料的浓度达到要求时，停止加热并打开底部的排污阀门，将浓缩物料排出。
6.清洗和维护：在蒸发器使用完毕后，对设备进行清洗和维护，保证设备的良好状态。
三、蒸发器的注意事项1.安全操作：在蒸发器操作过程中，要严格遵守操作规程，确保设备和人员的安全。
特别是在加热和排放废气时，需注意防火和防爆措施。
2.清洗保养：蒸发器设备需要定期清洗和保养，以保证设备的正常运行和延长使用寿命。
清洗时要注意使用适当的清洗剂和工具，避免对设备造成损害。
3.温度控制：在蒸发过程中，要根据液体物料的性质和工艺要求选择合适的加热温度和控制方式，以保证蒸发过程的稳定和高效。
4.废气处理：蒸发过程中产生的废气含有挥发性有机物和其他污染物，需要进行妥善的处理，以减少对环境的影响。
卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化
热虹吸是一项热循环的动力运动，是根据流体的密度差和位差的不同形成循环动力。
当密度差越大时，位差也就越大，那么流体的循环倍率就会随着变大。
而热虹吸式蒸发器正是在热虹吸的原理之上进行的新型设计，它的优点是结构比较紧凑、传热性能较强、安装很方便等，因此，其普遍在化工厂的冷冻站、水产行业的的空调系统中以及采矿业的冻结凿井技术中等领域进行广泛的应用和推广。
1 热虹吸式蒸发器的物理结构及工作原理卧式蒸发器和卧式汽液分离器这两个独立的单元最终组成了热虹吸式蒸发器。
首先，在卧式蒸发器的上部固定好卧式汽液分离器，然后从卧式汽液分离器的底部流入制冷剂液体，当在汽液分离器中分离节流出制冷剂中的润滑油和闪蒸汽体之后，再经过降液管，从卧式蒸发器的其中一端管箱再次进入，最终通过换热管最长的方向的换热管壁而得到载冷剂的热量，进而慢慢的蒸发。
从卧式蒸发器的另一端，蒸发的汽液两相流或制冷剂汽体通过其管箱上的升汽管进入到卧式汽液分离器的其中一端，然后在汽液分离器内完成液相和汽相的真正分离，分离时液相沉降到分离器的最底部，而汽相是从卧式汽液分离的器另一端的上部上升到蒸汽出口，最后被制冷压缩机完全吸走。
2 对水平管内蒸发、传热的分析在液柱重力的作用下，液体制冷剂就从降液管直接的进入到卧式蒸发器，当液体制冷剂进入换热管束就开始被汽化，然后沿着换热管长度的方向慢慢流动，通过换热管壁的作用，液体制冷剂就会吸收换热管外载冷剂的热量，使液体制冷剂的蒸发速度变快，当制冷剂汽体的含量增至换热管的末端时，其液相的含量就会变少。
由于制冷剂的液相和汽相的密度差很大，那么在换热管内，汽液混合相制冷剂的平均密度要比液体制冷剂大。
当液体制冷剂中汽液两相液柱静压力与液柱静压力的压力差大于蒸发器回汽管路的阻力时，就造成蒸发器内的汽液两相混合物从升汽管道进入到汽液分离器中，最终形成液体制冷剂在汽液分离器和蒸发器之间来回循环的流动。
当蒸发器的液柱的高度太高、而回汽管的阻力比较小时，就造成两相制冷剂和液体制冷剂的密度差非常大，那么循环倍率也就随着变大。
热虹吸散热器原理(一)
热虹吸散热器原理(一)热虹吸散热器热虹吸散热器是一种创新型的散热装置，它利用虹吸效应来提升散热效果。
本文将从以下几个方面介绍热虹吸散热器的相关原理。
1. 虹吸效应概述虹吸效应是一种自然现象，它基于液体在管道中上升的力，但不需要外力的推动。
在一个封闭的管道中，液体不需要被抽取，而是自动被吸上去。
这是因为管道的设计和液体内部的压力差所导致的。
2. 热虹吸散热器的设计原理热虹吸散热器利用虹吸效应来提高散热效果。
它的设计包括以下几个关键点：•热源：热虹吸散热器需要有一个热源，一般是电子设备或其他产生热量的装置。
•冷却介质：热虹吸散热器中的冷却介质一般是液体，可以是水、油或其他具有散热性能的液体。
•管道系统：热虹吸散热器包含一个管道系统，液体通过管道从低温区域流向高温区域。
管道可以是垂直的，也可以是倾斜或弯曲的。
•升降管：热虹吸散热器的管道中通常包含一个升降管，用于形成压力差，产生虹吸效应。
3. 热虹吸散热器的工作原理热虹吸散热器的工作原理可以概括如下：1.开始阶段：在热源的作用下，液体被加热并开始升温。
2.液体流动：由于温度升高，液体开始在管道中流动。
由于管道的倾斜或弯曲，液体会流向升降管的更高位置。
3.虹吸效应：当液体到达升降管顶端时，由于液体本身的惯性，一部分液体继续向上流动，并在顶端形成较高的液体柱。
4.压力差：由于液体柱的存在，升降管内部产生了一个较低的压力区域，而管道其他部分形成了较高的压力区域。
5.冷却介质进入：现在，较低压力区的液体柱继续向上移动，进入热源的区域，完成散热的过程。
6.热量交换：在热源的区域，冷却介质与热源之间进行热量交换，将热量带走。
7.循环：冷却介质在吸热后会冷却下来，然后再次流动从而形成闭环，实现循环散热。
总结热虹吸散热器利用虹吸效应来提高散热效果，通过合理设计的管道系统和升降管，使冷却介质能够在高温区域形成压力差，进而实现热量的交换和散热。
该装置的独特设计使其在吸热和散热方面具有优势，可以应用于电子设备、机械设备和其他需要散热的领域。
热虹吸蒸发器-可行性报告
温岭市科技计划项目可行性报告项目名称：热虹吸式蒸发装置申请单位：温岭市钱江化工机械有限公司申请日期：2013年9月20日目录一、立项的背景和意义二、相关研究现状和发展趋势三、研究开发内容和技术关键四、预期目标五、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解六、计划进度安排七、现有工作基础和条件八、经费预算一、立项的背景与意义热交换器是制冷系统中的重要设备，也是关键设备，热交换器的性能对制冷系统的影响重大，蒸发器更是其中之一。
蒸发器是吸收经节流的低温制冷剂的冷量，并通过换热管管壁传递给载冷剂并使载冷剂的温度降低的装置。
制冷剂在蒸发器内吸收载冷剂的热量而汽化。
为了使蒸发器具有较高的换热效率、较小的设备体积，蒸发器应具有较高的传热系数。
制冷剂离开蒸发器时不允许夹带液滴，否则会影响压缩机的安全运行，为保证压缩机的正常运行，在蒸发器的出口设置汽液分离器是使压缩机进一步得到保护的积极措施。
蒸发器的类型很多，按制冷剂在蒸发器内的充满程度及蒸发情况，一般可分为三种：干式蒸发器、满液式蒸发器和再循环式蒸发器。
干式蒸发器：制冷剂在管内一次完全汽化，来自膨胀阀或节流阀出口的制冷剂从一端管箱的下部进入蒸发器，吸收载冷剂的热量而汽化，并在管束内经过一次或多次往返后全部汽化，产生的制冷剂蒸汽在管箱顶部导出。
由于制冷剂汽化过程中蒸汽逐渐增加，比容不断增大，在多流程的蒸发器中每流程的管子数应逐程增多，以适应制冷剂蒸汽比容的变化。
为提高管外载冷剂的流速，使载冷剂更好的与换热管外壁接触，在蒸发器壳体内设置有折流板，折流板的数量取决于载冷剂流速的大小。
在正常的运行条件下，干式蒸发器中的制冷剂液体的容积约为换热管内容积的15%～20%。
假定制冷剂液体沿管子均匀分布，且润湿周边为管子圆周的30%，则管子的有效传热面积为换热管内表面积的30%，增加制冷剂的质量流量，可增加管子的润湿周边，但蒸发器制冷剂进出口压差会因流动阻力增大而增加，阻力增大，制冷机的制冷系数降低。
中央循环管式蒸发器与热虹吸器的区别
中央循环管式蒸发器与热虹吸器在以下方面存在区别：
1.结构和原理：中央循环管式蒸发器由垂直的加热管束（沸腾管束）构成，管束中央有一根直径较大的管子，称为中央循环管。
当加热介质通入管
间加热时，由于加热管内单位体积液体的受热面积大于中央循环管内液体的受热面积，从而形成自然循环流动。
而热虹吸器则是靠液体的热对流来加热冷流体的换热器，它将沸器内的液体加热后变成气液混和物，再通过自然循环流动进行加热。
2.应用范围：中央循环管式蒸发器在过程工业中应用广泛，特别适用于蒸发结垢不严重、有少量结晶析出和腐蚀性较小的溶液。
而热虹吸器则广泛
应用于炼油、化工和石油化工等行业。
3.性能特点：中央循环管式蒸发器具有溶液循环好、传热速率快等优点，但其加热管长度较短，一般为1至2m，直径在25至75mm之间，因
此循环速度一般在0.4m/s-0.5m/s以下。
此外，由于溶液不断循环，使加热管内溶液始终接近完成液的浓度，故有溶液粘度大、沸点高等缺点。
而热虹吸器的特点是能够根据改变换热面积的大小来改变供热多少。
综上所述，中央循环管式蒸发器和热虹吸器在结构、原理、应用范围以及性能特点等方面存在显著区别。
在选择使用时，应根据具体的工艺要求和应用场景进行综合考虑。
虹吸式蒸发器原理
蒸馏水？不，那是关于蒸发器的！话说有一天，我在家里把水壶烧开准备泡杯热茶，突然想到了这个问题——“为什么火烧到一定程度水就会蒸发？”这不就是我们常说的蒸发吗？然后我硬是联想到了一个类似的东西，叫做“虹吸式蒸发器”。
听着就有点科幻片里的感觉，不过才不是什么高深莫测的东西呢！先简单解释一下，这个虹吸式蒸发器就是利用空气流动的原理，让液体里的水分蒸发出去，然后再给其他地方送去，实现水的去离子化或是浓缩。
就好比我们煮粥，一开始锅里水多，最后变成粥汤浓稠，原理是类似的。
这个“虹吸式蒸发器”的原理呢，就是利用了一系列的环环相扣的管道和装置。
大概就像是玩积木的时候，一个个小积木拼起来，最后呈现出一个有趣的形状。
只不过这次不是为了玩，而是为了让水在其中流动，感觉就像是在盘旋的过山车里一样！具体来说，首先是让液体从一个地方通过管道进入虹吸式蒸发器里面，然后在里面经过一系列的过滤和分离。
这就好比我们吃东西，身体里要把有用的吸收，把废物排泄一样，就是要分清轻重缓急才行！而后，这个“虹吸式蒸发器”就会通过一种带动的方式，让水分慢慢蒸发出去，蒸发出来的水分就像是一条小溪一样，慢慢沿着管道流出去。
这个时候，整个蒸发器里面就像是在酝酿一场小雨，虽然不会下在头上但也挺有趣的。
然后呢，这个水汽蒸发出去之后，会被送到哪里呢？这就是这个虹吸式蒸发器设计的神奇之处了！通过一种巧妙的设计，水汽会被引导到需要增加湿度的地方，就好像一个小助手一样，一边吸水分一边送水汽，帮着调节空气里的湿度。
所以说，虹吸式蒸发器呢，就是一个既有趣又有用的装置。
就好比小时候我们玩的风筝，一边飞到天上去一边把线留在地上，这样一来，不仅可以玩得高高兴兴，还可以让地面上的小伙伴们参与进来！总的来说，虹吸式蒸发器就是利用水的蒸发和再凝结的原理，通过一个复杂又简单的设计，让水汽在其中流动，起到增湿、浓缩等作用。
就像是一个小小的水循环系统，在我们的日常生活中悄悄发挥着作用，虽然不起眼但却很有用处。
热虹吸式蒸发器的设计及应用
２ 关键 结构 设 计
２． １ 总 体 结 构
热 虹 吸 式 蒸 发 器 是 由蒸 发 器 、气 液 分 离 器 及 其 相
应管 路组 成 的组合 装置 ， 根据 热虹 吸 的原 理 ， 要 求 装置
气 液 分 离 器 的底 部 进 入 ，在 气 液 分 离 器 内分 离 闪 蒸 气 体 和 润 滑 油 后 ，从 降 液 管 经 卧 式 蒸 发 器 的一 端 管 箱 进
蒸 发器 右侧管 箱 时 ． 气 泡 从 制 冷 剂 液 体 中逸 出 ， 再 从升 气 管进入 气液 分 离器 。 当蒸发 强度较 大 时 ， 升 气 管 内上 升气 流会 夹带 液滴 变成 气液 两相 流 。制冷 剂气 体 或气
液 两 相 流 在 气 液 分 离 器 内完 成 气 、 液 两相 的分 离 ， 液 相 沉 降 到 分 离 器 底 部 重 复 下 一 个 循 环 ，气 相 从 卧 式 气 液 分 离 器 另 一 端 上 部 的 蒸 气 出 口被 制 冷 压 缩 机 吸 走 。蒸 发 管 内制冷剂 液体 蒸发 后 ， 气 液分 离 器 内的液 位下 降 ， 供 液 阀门打开 ， 补 充 蒸 发 器 内 的制 冷 剂 液 体 ， 使 气 液分 离器 维持 一定 的液 位高 度 。
热虹吸蒸发器低温传热的强化机理
文章编号：1671-6612（2008）05-039-04热虹吸蒸发器低温传热的强化机理蔡永生1陆靓燕2（1.武汉新世界制冷工业有限公司 武汉 430023; 2.武汉工程大学 武汉 430073）【摘 要】 以传热学理论为依据，全面分析蒸发器低温状态下管内外换热系数的影响因素，确立了热虹吸蒸发器低温传热的强化机理，并且进一步探讨了提高热虹吸蒸发器换热效率的途径。
【关键词】 载冷剂；热虹吸蒸发器；换热系数；核态沸腾；质量流率 中图分类号 TB61 文献标识码 AThe Enhancement Mechanism of the Low-temperature Heat Transfer of Thermosiphon EvaporatorCai yong sheng 1 Luliang yan 2 ( 1. Wu Han-New World Refrigeration Industrial Co.,LTD 2.Wuhan Institute of Technology )【Abstract 】Based on the heat-transfer theories, this paper makes an overall analysis on some factors influencing the coefficient of heat transfer inside and outside the tubes of the evaporator under low temperature condition. It formulates the enhancement principle of the Low-temperature heat transfer of thermosiphon evaporator, and also makes more study on the way in which the coefficient of heat transfer can be increased.【Keywords 】secondary refrigerant ；thermosyphon evaporator ；heat exchange coefficient ；nucleate boiling ；mass flowrate作者简介:蔡永生(1980—)，男，助理工程师。
热虹吸式换热器原理
热虹吸式换热器原理热虹吸式换热器是一种利用自然原理实现热交换的设备，它不需要外部能源的驱动，能够有效地换热并节约能源。
热虹吸式换热器的原理基于液体在管道内存在两个高度不同的水平面时，由于液体的毛细作用和重力作用的综合作用，液体将在低水平面上产生虹吸现象，即自动上升到高水平面。
利用这一原理，热虹吸式换热器能够实现液体之间的传热。
热虹吸式换热器通常由一个由多个管道组成的换热器元件构成。
每根管道内部通常分为上下两个不同的截面，上部分为冷液区，下部分为热液区。
冷液从上部分流入，经过换热器元件下半部分，与热液发生传热，然后在上半部分再次被抽出。
热液从下部分流入，经过上半部分的管道，与冷液发生传热，然后在下半部分再次被抽出。
通过这样的循环过程，冷液和热液在换热器元件中实现了传热。
在热液区和冷液区之间，存在一个称为液面的水平面。
当液体在管道中上升到液面以上时，液相与气相发生接触，部分液体蒸发，并与气相发生传质。
蒸发的液体会在内部上升流动，形成一个虹吸现象。
液体从低水平面自动上升到高水平面，实现了自动的传热。
热虹吸式换热器的上升流动过程主要受液面高度、液体特性、管道内径和角度等因素的影响。
通过调节这些参数，可以实现不同的换热效果和效率。
同时，还可以通过增加换热器元件的数量和优化系统结构等方式提高换热效率。
1.不需要外部能源驱动，能够节约能源；2.结构简单，操作方便，维护成本低；3.换热效率高，热交换速度快；4.可以适应各种不同的液体和气体传热。
然而，热虹吸式换热器也存在一些不足之处：1.换热效果受到液面高度的限制，当液面高度较低时，换热效果会减弱；2.对流阻力较大，流体流动性能较差；3.需要在液体上升的同时进行传质，有一定的传质效率限制。
尽管存在一些局限性，热虹吸式换热器仍然是一种非常有潜力的换热技术。
在未来的发展中，我们可以通过改进材料、优化结构和控制技术等手段来克服这些限制，并在更多的领域中广泛应用。
通过进一步的研究和开发，热虹吸式换热器有望成为一种高效、节能的热交换设备，为人们的生活和工业生产带来更多的益处。
HTRI 学习笔记学习资料
H T R I学习笔记换热器通用的两个模拟软件功能和模块1、计算模式Design设计：在软件中输入换热器的工艺参数，然后由软件来计算需要的热负荷，然后计算其他缺少的几何结构、热传递系数和压力降，在EDR和HTRI中，Disign的计算结果比较粗糙，结果不可取。
Rating校核：校核模块是人为的在软件中输入工艺条件和换热器的几何尺寸，由软件对该换热器进行热传递系数和压力降，并把计算结果与需要的热负荷进行对比，给出热负荷是不足还是超过。
Simulation模拟：该模式的使用条件是给定换热器冷热物流的进口流量、温度以及换热器的几何尺寸条件，通过软件计算对换热器的冷热物流出口温度进行预测，该模块只适用于装置初始开车，换热器管壳侧污垢不严重的情况下。
2、条件输入①入口温度、出口温度：IST默认0.0为未输入，如果想设为0℃，输入0.001。
②入口压力，必须大于0。
③输入最大允许压力降，设计模式下会用到此数值，用来计算管口尺寸。
④ Cooling water fouling： (1)Use water type model：只用于管侧水为冷流体。
(2)Use generalized water model：如果你选择了此项，IST利用输入的酸度、总碱度、钙硬度和总不溶固体量来估算热阻值。
四个参数的限制范围如下表：－Name：输入case的一些描述性的东西；－Methods：包括三个方面的内容：(1)Single Phase Friction Factor(摩擦因数)，它包括壳侧和管侧，有两种选择，分别是Commercial和Smooth，对碳钢换热管，一般选择Commercial；对于铜管或者不锈钢管，当管内走不易结垢的流体时，选择Smooth较好。
(2)Condensation(冷凝)：选择物料是否冷凝，如果冷凝，采用哪种计算方法。
(3)Boiling(沸腾)：选择物料是否沸腾，如果沸腾，采用哪种计算方法。
热虹吸式蒸发器
一、技术来源1、热虹吸原理ﻫ虹吸现象就是液态分子间引力与位能差所造成得，即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处、由于管口水面承受不同得大气压力，水会由压力大得一边流向压力小得一边,直到两边得大气压力相等,容器内得水面变成相同得高度，水就会停止流动，、利用虹吸现象很快就可将容器内得水抽出、ﻫﻫ虹吸管就是人类得一种古老发明，早在公元前１世纪,就有人造出了一种奇特得虹吸管。
事实上，虹吸作用并不完全就是由大气压力所产生得,在真空里也能产生虹吸现象。
使液体向上升得力就是液体间得分子内聚力、在发生虹吸现象时，由于管内向外流得液体比流入管子内得液体多，两边得重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动、在液体流入管子里，越往上压力就越低、如果液体上升得管子很高，压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其她成分得气体构成)，虹吸管得作用高度就就是由气泡得生成而决定得、因为气泡会使液体断开,气泡两端得气体分子之间得作用力减至0,从而破坏了虹吸作用，因此管子一定要装满水、在正常得大气压下,虹吸管得作用比在真空时好,因为两边管口上所受到得大气压提高了整个虹吸管内部得压力。
ﻫﻫ设想一下,我们公司得冷水机组，蒸发器进口为液体,出口为过热气体,整个蒸发过程就是否也产生了位能差,就是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程，答案就是可以得。
２、虹吸式蒸发器结构及工作原理虹吸蒸发器由两部分组成,上部为气液分离器，下部为虹吸式蒸发器（如图1所示),属于重力型再循环蒸发器。
节流后得制冷剂液体进入气液分离器，其中保持一定得静液压力,凭借重力向蒸发器供液,液态制冷剂在蒸发器中吸热,部分气化使进出口液体产生密度差（位能差),此压差产生动力,使制冷剂在管程得质量流率与循环倍率提高。
这种由于相变引起密度改变得自循环现象叫热虹吸。
ﻫﻫ二、虹吸式蒸发器得优势：ﻫ1、干式蒸发器ﻫ干式蒸发器对介质得粘度要求不高，动力粘度在0、5～50mＰa、ｓ范围内都可以取得较好得效果,例如:二氯甲烷液体（-５℃，5bar时得粘度只有0、56mPa、s)５0%(v/v）得丙二醇溶液(-15℃时得粘度达到50 mPa、ｓ)。
热虹吸散热器原理
热虹吸散热器的基本原理1. 引言热虹吸散热器是一种被广泛应用于电子设备和计算机硬件散热的高效散热技术。
它通过利用自然对流和虹吸效应，将热量从散热源转移到周围环境中，以保持设备的温度在安全范围内。
本文将详细解释热虹吸散热器的基本原理。
2. 自然对流自然对流是指由于温度差异引起的气体或液体流动现象。
当一个物体受热时，它周围的空气或液体会被加热并膨胀，密度减小，形成一个上升的气流或液流。
这种气流或液流会带走物体表面的热量，并将其释放到周围环境中。
3. 虹吸效应虹吸效应是指在管道中存在一定高度差时，液体能够自动上升到较高处的现象。
它是由于管道两端之间产生压力差而引起的。
在竖直管道中，当一端的液体高度较高时，液体会在管道中形成负压区域，从而引起液体自动上升的虹吸效应。
4. 热虹吸散热器的结构热虹吸散热器通常由以下几个部分组成： - 散热源：产生热量的设备或元件。
- 管道系统：连接散热源和散热器的管道。
- 散热器：用于加速热量传递和增强自然对流的装置。
- 风扇（可选）：用于增加空气流动并提高散热效果。
5. 热虹吸散热器的工作原理下面将详细介绍热虹吸散热器的工作原理：步骤1：产生热量电子设备或计算机硬件在工作过程中会产生大量的热量。
这些设备通常会通过导热材料将其传递给散热源。
步骤2：传输到散热器通过管道系统，导热材料将产生的热量传输到散热器。
管道系统通常是由金属材料制成，以提高导热性能。
步骤3：散热器的工作散热器是热虹吸散热器的核心部分。
它通常由许多散热片组成，这些散热片具有较大的表面积，用于增加与周围空气的接触面积。
当热量传输到散热器时，自然对流效应会使得周围空气被加热并上升。
步骤4：自然对流和虹吸效应由于散热器上升的空气密度减小，形成了一个上升气流。
在散热器顶部形成了一个负压区域。
这个负压区域会引起管道系统中液体的虹吸效应。
液体会从低处被吸入管道系统，并通过管道上升到高处。
步骤5：液体散热当液体通过管道上升到高处时，它会与散热片接触，并将其带走的热量释放到周围环境中。
关于空分设备热虹吸蒸发器
关于空分设备热虹吸蒸发器液氧自循环是指液体在不消耗外功，即不靠泵推动的情况下形成的自然流动。
冷凝蒸发器中的液氧靠循环回路中局部受热，使得内部产生密度差而引起的流动，也叫热虹吸式蒸发器。
上塔底部的液氧经吸附器后与热虹吸式蒸发器相连，蒸发器的顶部又连至塔的下部的蒸汽空间，构成一个循环回路。
当蒸发器管内的液氧吸收热量而达到饱和时，开始汽化，随着吸热量的增多，气化量逐渐增大，在出口达到最大值，从开始气化到气化量达到最大值的这一段称为蒸发段。
在蒸发段内，由于气液混合物的密度要比塔底液体的密度小的多，因而塔底的液体与蒸发器内气、液混合物之间产生一个静压差，推动液体自塔底自然的流向蒸发器。
而蒸发器内的气、液混合物又不断的返回到塔内，便形成了液体的自然循环，不需要靠液氧泵的推动。
蒸发器的热源可用下塔氮气。
因而循环吸附系统有阻力，为此，由密度差产生的静压差应能克服循环系统流动所产生的阻力。
阻力越小，循环的液体量越大。
因此，只有循环量能够满足安全生产工艺的要求(循环量大于1倍的氧产量时)，液氧自循环吸附系统才能实现。
热虹吸蒸发器沿用至今，在流程组织上大多采用膨胀后的过热空气作热源。
主要原因是，一方面液氧自循环，使热虹吸蒸发器出口有一定数量的液氧返回主冷，能够加强主冷内部液氧的流动性，防止碳氢化合物聚集引起冷凝蒸发器爆炸；另外一个很重要的作用就是能够降低膨胀空气进上塔的过热度，有利于改善上塔精馏工况。
热虹吸蒸发器引起爆炸的原因有以下几点：1) 近几年由于风向的改变（原东南风多，现在西北风多），加之重庆焦化厂的投产，造成空压机吸入口碳氢化合物尤其是重烃（C原子大于1的烃类物质，如乙炔、乙烷等）骤然升高，分子筛净化不彻底引起液氧中碳氢化合物超标。
2 )主冷液氧液位如果一直处于高位运行，使得热虹吸蒸发器出口被淹没，从而引起循环倍率降低，热虹吸内部液氧流动性变差，碳氢化合物聚积。
（从运行记录查看这点可以排除）3)干式热虹吸蒸发器可能因制造缺陷使得局部液氧流动受滞，碳氢化合物聚积引起微爆。
关于空分设备热虹吸蒸发器的讨论
Ｄｅ ｒ ｅ ｏ ｕ ｅ ｈ ａ ｇ ｅ ｆｓ ｐ ｒ ｅ ｔ
１ 热虹吸 蒸发 器的发 展
在 以往 的中压小 型空 分设 备 中 ，空气 净化 采用 干燥器 除水 、碱 塔清 除二 氧化碳 ，而清 除乙炔 则需
要 设 置液 空 吸附器及 液氧 吸附 器 。 在 最初 的第 二代 空分设 备 中采用 循环 液氧 泵和 液氧 吸附器 组成 的强 制循环 ，以清流动 ，也可 称 为热虹 吸作用 或气
收 稿 日期 ：２ １ － ３２ ０ １ —９ ０
程简化 ，冷 箱 内设 备减 少 ，操作 维护方 便 。但从 液
氧 防爆 的 观点 出发 ，考 虑到 设 置 比不 设 置 更 安全 ， 在一 部分 采用分 子筛 吸附净 化 流程 的空分设 备 中仍
除空气 中的水 分 、二 氧化 碳 和 乙 炔 等碳 氢 化 合 物 ， 在冷箱 内的换热器 仅起 换热 作用 ，这样 不仅 使进 冷 箱 的空气较 纯净 ，而 且延 长 了换 热器 的使 用 寿命 。 冷箱 内不再 需要设 置 自动 阀箱 、液空 ／ 液氧 吸附器 、
等 碳 氢化合 物 。 当循 环液 氧泵 工作 不正 常时 ，冷损
（ ｅｈ ｉ ｌ ｅ ａ ｔ ｎ ，Ｈ ｎ ｎＫａｙ ａ ｒＳｐ ｒｔ ｎＧ ｏｐ Ｃ ． ｔ ，１ Ｓ ｎ ｃｅｇＲ ａ Ｔ ｃ ｎｃ ｐ ｒｍｅ ｔ ｅ ａ ｉ ｎＡｉ ｅ ａａｉ ｒｕ ｏ ，Ｌ ｄ． ５＃ ｏ ｇｈｎ ｏ ｄ， ａＤ ｕ ｏ
Ｋａ ｅ ｇ４ ５ ０ ｉ ｎ ７ ０ ４，Ｈｅａ Ｐ．Ｒ ｏ ｈｎ ） ｆ ｎ ｎ， Ｃ ｉａ ｆ
关于空分设备热虹吸蒸发器的讨论
刘代 勇 ，李 凯 菊 ，冷全起
（ 南 开 元 空 分 集 团有 限公 司技 术 部 ，河 南 省 开 封 市 宋 城 大 道 １ 号 河 ５ ４５０ ） ７０ ４
卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化
·208· 制冷与空调 2016年文章编号：1671-6612（2016）02-208-03卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化熊从贵 何 静 林 翔 林 通 刘雪飞（台州龙江化工机械科技有限公司 温岭 317500）【摘 要】 介绍了卧式热虹吸式蒸发器的结构和工作原理。
工业制冷系统中的热虹吸式蒸发器是利用制冷剂的位差和密度差作为循环动力。
位差和密度差越大，蒸发器中的制冷剂循环倍率越大，更有利于传热。
制冷剂在水平管内流动时，换热管上的环形凸肋使管内制冷剂周期性地形成漩涡，增加了换热管内底层液体的湍动程度、减薄了传热边界层厚度，提高了换热管内的传热系数。
【关键词】 制冷系统；热虹吸蒸发器；水平管内传热；传热强化；循环倍率 中图分类号 TB61+1 文献标识码 AThe Heat Transfer and Enhancement Mechanism in Inner Tube of the Horizontal Thermosiphon Evaporator Xiong Conggui He Jing Lin Xiang Lin Tong Liu Xuefei( Taizhou Longjiang Chemical Machinery Science and Technology Co., Ltd, Wenling, 317500 )【Abstract 】 Introduces the structure and working principle of the horizontal thermosiphon evaporator. The thermosiphon evaporator in industrial refrigeration system use of cycle power by height difference and density difference of the refrigerant, The height and density difference is larger, The refrigerant circulating ratio of in evaporator is greater, more conducive to heat transfer. The refrigerant flow in the horizontal tube, the annular convex ribs of tube makes the refrigerant in the tube periodically formed whirlpool, increase turbulent degree of the tube bottom liquid, thinning of the heat transfer boundary layer thickness, improve the heat transfer coefficient of the tube.【Keywords 】 Refrigeration System; Thermosiphon Evaporator; Heat Transfer in Inner horizontal tube; Heat Transfer Enhancement; Circulation Ratio基金项目：温岭市科技计划资助项目（2013C11AA0004）作者（通讯作者）简介：熊从贵（1982-），男，本科，工程师，E-mail ：1034589719@ 收稿日期：2015-06-100 引言热虹吸实际是一种热循环运动，它利用流体的位差和密度差作为循环动力。
逆热虹吸式自然循环蒸发器上升管内液体过热汽化时温度的分布
逆热虹吸式自然循环蒸发器上升管内液体过热汽化时温度的分
布
刘云义;沙庆云
【期刊名称】《轻金属》
【年(卷),期】1991()1
【摘要】研究了受热液体在垂直管内向上流动过程中过热汽化时温度的分布。
通过对过热液体流动、汽化过程的分析,探讨了垂直管内向上流动的过热液体中汽泡的长大、运动及传热过程,获得了流体温度沿垂直管高度变化的规律及温度分布计算式。
并对实验条件下的温度分布进行了数值求解,计算结果与实测温度基本上符合。
【总页数】6页(P14-18)
【关键词】虹吸式;蒸发器;汽;液;二相流
【作者】刘云义;沙庆云
【作者单位】沈阳化工学院;大连理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】O359.1
【相关文献】
1.卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化 [J], 熊从贵;何静;林翔;林通;刘雪飞
2.卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化 [J], 颜祥
3.一种新型蒸发器--底热式自然循环蒸发器 [J], 韦佩英
4.逆热虹吸式自然循环蒸发器的计算 [J], 沙庆云;全爱星;刘春祥;沈自求
5.逆热虹吸式自然循环蒸发器的传热与两相流动研究 [J], 沙庆云;刘春祥;张保泉;沈自求
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一、技术来源
1、热虹吸原理
虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由于管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动，.利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出.
虹吸管是人类的一种古老发明,早在公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管。
事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。
使液体向上升的力是液体间的分子内聚力.在发生虹吸现象时,由于管内向外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡
会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水.在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。
设想一下，我们公司的冷水机组，蒸发器进口为液体，出口为过热气体，整个蒸发过程是否也产生了位能差，是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程，答案是可以的。
2、虹吸式蒸发器结构及工作原理
虹吸蒸发器由两部分组成，上部为气液分离器，下部为虹吸式蒸发器（如图1所示），属于重力型再循环蒸发器。
节流后的制冷剂液体进入气液分离器，其中保持一定的静液压力，凭借重力向蒸发器供液，液态制冷剂在蒸发器中吸热，部分气化使进出口液体产生密度差（位能差），此压差产生动力，使制冷剂在管程的质量流率和循环倍率提高。
这种由于相变引起密度改变的自循环现象叫热虹吸。
二、虹吸式蒸发器的优势：
1、干式蒸发器
干式蒸发器对介质的粘度要求不高，动力粘度在0.5～50mPa.s范围内都可以取得较好的效果，例如：二氯甲烷液体（-5℃，5bar时的粘度只有0.56mPa.s）50%（v/v）的丙二醇溶液（-15℃时的粘度达到50 mPa.s）。
在高粘度流体的设计中，必须考虑折流板泄漏引起的换热系数的下降。
高粘度流体（粘度大于20 mPa.s）的流速一般低于0. 5 m/ s, 即便是按GB 151 - 1999 设计折流板与圆筒之间的间隙和换热管与折流板之间的间隙,其泄漏率一般也会超过20%。
2、满液式蒸发器
满液式蒸发器具有高效、稳定的特点,常用的温度范围为+ 40~ - 60 e 。
中大型离心式冷水机组、螺杆式冷水机组一般选用满液式蒸发器, 在中大型工业冷冻领域, 低黏度流体(动力黏度低于6 mPa . s) 的换热也选择满液式蒸发器, 即便是分批次的反应釜冷却, 满液式蒸发器也可以达到令人满意的效果。
对于高黏度流体( 动力黏度高于6 mPa . s) ,由于满液式蒸发器管内流体的雷诺数较低,往往低于2 000,管内处于层流,传热可想而知非常低,这样引起了热阻分配的不平衡, 比如管内的热阻占90%以上。
满液式蒸发器一般采用液位控制的方式,在实际应用中, 控制冷凝器液位或直接控制蒸发器的液位都是不错的选择。
满液式蒸发器由于是大空间沸腾,自然回油比较困难, 所以满液式蒸发器必须考虑回油问题, 否则长时间运行以后,过多的润滑油会累积到低温侧, 导致换热效果逐渐下降。
3、虹吸式蒸发器
对于中大型的高黏度流体的换热, 虹吸式蒸发器是非常好的选择。
虹吸式蒸发器的结构与干式蒸发器的结构比较相近, 不同之处是虹吸式蒸发器进口为过冷液体, 出口为气液混合物; 干式蒸发器进口为气液混合物, 出口为过热气体。
从计算机模拟情况来看, 同一工况下,虹吸式蒸发器的蒸发侧的换热系数远高于干式蒸发器(高效换热管除外) ,但是虹吸式蒸发器的驱动力主要是液柱产生的压力。
液柱高度的存在会影响压缩机的吸气压力, 尤其大,非常小的压差就有可能引起饱和温度大的变化,进而急剧降低系统的能效。
比如对于R22 来说,在- 40 ℃的蒸发温度下, 相当于每0. 36 m 的液柱高度,吸气压力会降低5 kPa, 相应蒸发温度降低 1 ℃以上。
因此, 在低温情况下一定要注意压缩机吸气压降。
润滑油对虹吸式蒸发器的运行影响比较小,因为富油层一般位于气液分离器上部,对换热管几乎没有多大影响。
在动力黏度> 6 mPa. s 的介质、分批次冷却的冷冻水或其他流体，这两条件中虹吸式蒸发器是最佳选择。
冷冻水0℃以下常用的载冷剂有40%乙二醇溶液、盐水。
三、系统原理图
1、制冷剂主要流向：制冷剂从压缩机排气口出来后进入油分离器，再从油分离器出来后进入冷凝器，从冷凝器出后依次经过角阀、干燥过滤器、角阀、视液镜到达节流装置。
从节流装置出来后分成二路，一路直接进入气液分离器；另一路进入浮球阀。
节流后的液态制冷剂从气液分离器进入虹吸式蒸发器，再从虹吸式蒸发器回到气液分离器，最后从气液分离器回到压缩机吸气口。
2、油分离器回油：润滑油从油分离器出来后依次经过角阀、油过滤器、角阀、机械油位调节器、视液镜，回到压缩机吸气口。
3、油冷却器制冷剂流向：制冷剂从气液分离器出来后进入油冷却器，再回到气液分离器。
4、气液分离器回油：采用引射回油的方法，从冷凝器引出一路高压气体通过引射泵将气液分离器内部的润滑油引回压缩机吸气口。
本系统有两处进行技术引进：
1、油冷却器采用虹吸式结构
原油冷却器冷媒控制元气件：电磁阀、角阀、热力膨胀阀；
采用虹吸式结构后只用电磁阀，节省角阀、热力膨胀阀。
2、节流、液面控制采用一体式。
四、市场前景
在世界各国的市场上，在工业领域，比如化工、橡胶、冷冻站、医药等，在商业领域，比如低温冷库等。
虹吸式蒸发技术应用的生产型企业主要有：大冷、武新制冷、上海宝丰机械、台佳机电等。
目前虹吸式低温冷水机组市场还属于蓝海市场，虹吸式低温冷水机组具有显著优点，不仅得到国家政策的支持，还渐渐深入各行各业，其未来的发展趋势明显，应用市场广阔。