对于冷却空气式蒸发器,当湿空气通过它时,如果传热管外表面温度低于空气的露点温度,空气中的水蒸气将在传热管外表面上凝结,析出的水分依附在传热管外表面上,这就是一般所谓的结薄。当蒸发器表面的温度低于水的凝固点时,从湿空气中析出的凝结水还会凝固在传热管外表面上,形成霜层,这就是所谓的结霜。
结露对换热的影响主要表现在三个方面:①结露时形成的水膜表面较传热管壁表面粗糙,使表面传热系数增大;②蒸发器的结露过程实质上是一个同时发生着热、质交换的过程,这两方面的影响将使蒸发器结露时的传热系数比没结露时的高出30%~50%;③当蒸发器的传热管为翅片管时,表面结露会使翅片效率明显下降,最大可下降30%;由于表面传热系数与翅片效率起着相反的作用,因而蒸发器表面结露时的传热系数比没结露时的只增加10%左右。
结霜对换热的影响,总体来说将使蒸发器的传热性能恶化。在霜层形成的初始阶段,由于霜层薄,热阻小,霜层表面的粗糙度较大,因而使得空气与霜层表面间的换热增强;随着霜层厚度的增加,霜层导热热阻增大,空气通流截面变窄,风量减小使蒸发器的传热系数减小。霜层热阻大致在0.023-0.058(m2· K)/W之间。实验结果表明,沿空气流动方向,传热管表面的结霜厚度是极不均匀的,接近迎风面200~300mm范围内结箱严重;为改变这种状况,建议沿气流方向采用变翅片间距的方法来解决。值得注意的是,无论蒸发器的表面结露或结霜,将使空气的通流截面变窄,空气流过蒸发器时的阻力明显增加,在风机功率一定的情况下,风量减小,因而造成空气与蒸发器结露或结箱表面间的对流换热减弱,使蒸发器的传热系数降低。