制冷剂在毛细管内自蒸发的成核新机理

毛细管在制.冷中应用极广。本项目旨在研究制冷剂在毛细管内自蒸发的关键问题-成核机理。以往研究者用液体内部成核理论解释成核机理，但我们的研究发现，壁面成核也是极为重要的因素，据此提出综合成核的新机理。这一研究将为确定毛细管内两相流特性提供新的理论基础，并有可能形成一个低粘度流体在狭长通道内自蒸发时多相流的新研究分支。 2100433B

毛细结构中的相变现象广泛存在于自然界和许多领域中，是一个较为复杂的传热传质现象，迄今对其机理还缺乏比较系统的认识。随着科学技术的迅速发展，近几年在前苏联、美国和德国等技术发达国家业已开始了这方面相关的研究工作。毛细结构中的蒸发传热过程与常规蒸发过程在本质上有差异。毛细管是毛细多孔材料的基本结构形式之一，其有效孔径可由毫米量级到数十纳米量级，并在化工、制冷和空间技术等许多方面具有广泛的应用背景。毛细管内的汽化和凝结过程是复杂毛细结构中汽液相变过程的基础。

汽液弯月面上的蒸发传热过程因在各种毛细材料中的汽液两相过程中起着相当重要的作用而受到重视。P.C.W ayner Jr、S.A.Kovalev和S.L.Solovyev以及D .Khrustalev等研究了汽液弯月界面上的蒸发传热过程，并指出其扩展微细液膜区在整个弯月面的传热过程中起着重要的作用。毛细管内的蒸发是一个毛细管内所形成的空间弯曲界面上的热质传递过程,热量的传递主要通过相变过程中质量的迁移来实现。

文献 在综合考虑毛细管内扩展微细液膜和弯月界面上传热传质过程的基础上，对毛细管内的蒸发传热机理进行较为深入的分析，提出了其传热性能的计算方法，并作了实例计算。毛细管内的蒸发弯月面可分为平衡稳定液膜区、过渡液膜区和弯月面弯曲区。热质传递过程发生在过渡液膜区和弯月面弯曲区。计算结果表明:在过渡液膜区具有很高的换热系数，毛细管径的增大将导致毛细管内换热系数的下降。2100433B

自蒸发器改善蒸发器内液体的流动状况

在蒸发器内装入多种形式的湍流构件，可提高沸腾液体侧的传热系数。例如将铜质填料装入自然循环型蒸发器后，可使沸腾液体侧的传热系数提高50%。这是由于构件或填料能造成液体的湍动，同时其本身亦为热导体，可将热量由加热管传向溶液内部，增加了蒸发器的传热面积。

自蒸发器改进溶液的性质

近年来亦有通过改进溶液性质来改善传热效果的研究报道。例如有研究表明，加入适当的表面活性剂，可使总传热系数提高1倍以上。加入适当阻垢剂减少蒸发过程中的结垢亦为提高传热效率的途径之一。2100433B

按溶液在蒸发器中的运动状况分有：①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发器广泛用于化工、轻工等部门。