制冷剂蒸气的流向和流速 制冷剂在冷凝器中的凝结,一般都是膜状凝结。当制冷剂蒸气与低于饱和温度的壁面接触时,便凝结成一层液体薄膜,并在重力的作用下向下流动。液膜也具有热阻,它的增厚将使制冷剂侧的热阻增大,传热系数降低。因此,当制冷剂蒸气与冷凝液膜做同向运动时,气流能促使冷凝液膜减薄和较快地与冷却壁面脱开,使传热系数增大。而当制冷剂蒸气与冷凝液膜反方向流动时,传热系数的大小取决于制冷剂蒸气的流速。燕气流速较小时阻止了液膜流动使液膜层越积越厚,传热系数降低;可是蒸气流速增大到一定值时,液膜层会随着气流运动与冷却壁面脱开,这种情况下传热系数就增大。
考虑到青岛制冷剂蒸气的流向和流速对传热的影响,立式壳管式冷凝器的蒸气进口一般总是设在冷凝器高度三分之二处的筒体侧面,以便不使冷凝液膜太厚而影响传热。
传热壁面的粗糙度 同一种制冷剂若冷却壁面光滑、清洁,液膜流动阻力小,凝结的液体能较快流去。液膜层减薄,传热系数相应增大。如果壁面粗糙,液膜的流动阻力增大,使液膜层增厚,传热系数也就降低,严重时传热系数下降20%~30%。所以,对冷凝管表面应保持光滑和清洁,以保证有较大的凝结传热系数。
制冷剂蒸气中含空气或其他不凝性气体 在制冷系统中,总会有一些空气及制冷剂和润滑抽在高温下分解出来的不凝性气体存在。这些气体随制冷剂蒸气进人冷凝器,会显著降低凝结传热系数,这是因为制冷剂蒸气凝结后,这些不凝性气体将附着在凝结液膜附近。在液膜表面上,不凝性气体的分压力显著增加,因而使得制冷剂燕气的分压力降低。由于燕气分压力的减小,就会大大影响制冷剂蒸气的凝结放热。实验证明,如在单位热负荷q=1163W/m²下,当氨蒸气中含有2.5%的空气时,凝结传热系数将由8140W(m²·℃)降低到4070 W/(m²·℃)。可见制冷剂蒸气中含有空气或其他不凝性气体时,对凝结传热系数影响是很大的。
为了防止冷凝器中不凝性气体积聚过多,以致恶化传热过程,必须采取措施,既要防止空气渗入制冷系统内,又要及时地将系统中的不凝性气体利用专门设备排出。