2.3.4. Классификация испарителей

Испарители — основной злемент паровьх холодильньх машин. В них жидкий хладагент, получая теплоту от охлаждаемого обьек-та, кипит и в виде паров отсасьвается компрессором. Испарители могут бьть вьполнень в различньх теплотехнических и конструк-тивньх вариантах. Наибольшее распространение получили испа-

рители непосредственного действия (воздухоохладители), в кото-

рьх хладагент обеспечивает отвод теплоть от воздуха, непосред-ственно подаваемого к охлаждаемому обьекту, и рассольнье, где

хладагент охлаждает промежуточньй теплоноситель (рассол). В

транспортньх холодильньх установках испарители-воздухоохла-дители используют в машинах, работающих на К12 и К22, К134а. Испарители-воздухоохладители вьполняют в виде рекуператив-

ньх аппаратов с трубной или пластинчатой (листовой) поверхнос-

тью (табл 2.11).

Таблица 2.11

Расположение труб в пучке	Ае 10-4	/усл/ійжв
Коридорное	0,4-16	0,8-11,5	0,5-2,0
Шахматное	0,2-18	0,15-6,5

2.3.5. Теплопередача в испарителях и воздухоохладителях

Испарители-воздухоохладители холодильньх установок подвиж­ного состава являются теплообменньми аппаратами, в которьх осу-ществляется отнятие тепла от воздуха.

Воздух в помещении нагревается из-за поступления тепла через ограждения вагона и за счет тепловьіделений самого груза и пасса-жиров. Все зто тепло должно бьгть отобрано от воздуха в испарите-ле-воздухоохладителе. Тепло воздуха идет на испарение кипящего хладагента и превращение его в сухой насьщенньй пар.

Таким образом, в испарителях с одной сторонь теплопередаю-щей поверхности проходит хладагент, претерпевающий фазовье превращения, в результате чего на зтой стороне реализуются вьсо-кие козффициенть теплоотдачи. С другой сторонь теплопередаю-щей поверхности проходит воздух и козффициент теплоотдачи бу­дет в десятки раз ниже. Зта сторона и будет определять зффектив-ность работь теплообменника, интенсивность кипения хладагента и восприятия им тепла от охлаждаемого воздуха грузового поме-щения вагона. Дополнительную роль играют принятье расчетнье параметрь установки и зксплуатационное состояние теплообмен-ника.

_{а б в}

Тепло в испарителе передается хладагенту от охлаждаемой сре-дь через стенку трубьі. Зффективность такой теплопередачи за-висит от характера кипения самого хладагента. Возможнь два ре-жима кипения: пузьірчатьій и пленочньй. Пузьірчатьій режим ки-пения возникает и поддерживается, когда в ряде точек теплопере-дающей поверхности образуются отдельнье пузьрьки пара, ко-торье отрьваются от поверхности и поднимаются вверх. Точками или центрами парообразования являются пузьрьки газов, легко вь -деляющиеся из жидкости на поверхности теплообмена, а также бу­горки и микронеровности теплопередающей поверхности. При та-ком кипении значительная часть поверхности покрьта жидкостью. Однако зто наблюдается (рис. 2.28) при хорошей смачиваемости по­верхности и при небольшой разности температур повер-хности нагрева 1 и насьіще-ния образующихся паров І0.3та разность температур Аі = і - І0 и характеризует ин-тенсивность процесса кипе-ния и теплоотдачи. Чем больше Аі, тем больше цен­тров парообразования и тем чаще пузьрьки пара отрьваются от по-верхности. Могут увеличиваться и размерьі пузьгрьков.

Увеличение перепада температур свьіше 30 °С вьізьівает умень-шение козффициента теплоотдачи, так как пузьрьки сливаются на поверхности и образуют участки, покрьітьіе паровой пленкой. Зта пленка неустойчива, поднимается вверх большими пузьрями, но само ее наличие отделяет жидкость от теплой поверхности и резко увеличивает термическое сопротивление теплопереходу. Зто и есть пленочньїй режим кипения. Аналогичньїй процесс может возник-нуть и при меньших температурньх капорах, но при замасленной поверхиости, т.е. когда жидкий хладагент плохо смачивает поверх-ность теплообмена да и сама масляная пленка обладает термичес-ким сопротивлением.

На характер кипения влияют физико-химические свойства жид­кости — плотность, теплота парообразования, козффициент теп-лопроводности и др.

Во вторую очередь зффективность теплопередачи зависит от интенсивности теплоотдачи со сторонь охлаждаемой средь , а так-же в меньшей степени от величинь термического сопротивления стенки теплообменника. Здесь сказьіваются особенности конструк-ции испарителя (воздухоохладителя), бьстрота удаления образую-щегося пара с теплопередающей поверхности, скорость движения охлаждаемого воздуха.

Скорость воздуха, прогоняемого вентиляторами через возду-хоохладители, вьібирают в диапазоне 0,5—6 м/с и более в зави-симости от пределов температурь охлаждения воздуха, в тепло-обменнике (3—7 °С), конструкции последнего и воздухораздаю-щих устройств.

Примернье значения козффициента теплоотдачи а [Вт/(м²-К)] для хладона КЛ2 500—900; для воздуха при свободном движении 1,2—12, при принудительном 14—15.

Теплопередача в испарителе определяется козффициентами теп-лоотдачи с обеих сторон труб с учетом наличия загрязнений на их поверхности. Позтому действительнье значения козффициентов теплопередачи к значительно ниже и для практических расчетов их принимают следующими [ Вт/(м²-К)]: для фреонових многоходовьіх

220—360.