石墨换热器的相变换热与两相流效率

为了实现石墨换热器的传热，换热设备无疑起着非常重要的作用。基于制冷与深冷技术中的特定工况，大部分场合都使用隔板石墨换热器，尤其是以传热元件为管的换热器，在制冷与深冷设备中应用广泛，历史悠久。这是因为圆管加工简单，技术成熟，市场上容易买到，能在较宽的压力和温度范围内可靠工作。即使在不稳定的工况下，机械传热管的内外侧也增加了热应力冲击和翅片，增加了所需的翅片形状，实现了强化传热；整个石墨换热器传热效率高、结构紧凑、体积小、重量轻、流动阻力小；管式石墨换热器根据不同的要求有不同的结构形式，但可以分为管式、盘管式和立式管壳式。比如制冷技术中的冷凝器和蒸发器；用于空气分离装置等的冷凝蒸发器。

各种盘管石墨换热器广泛用于制冷和低温设备，其中传热管在平面或空间中盘绕。低温石墨换热器暴露在大量的相变传热和两相流中，这是由于低温石墨换热器的传热要求效率高，热通量大；另一方面，低温流体在产生、储存和热交换过程中容易发生相变。这些相变传热过程不仅包括沸腾和冷凝两种模式，而且还处于两相强制对流传热和近临界对流传热的工况，传热机理非常复杂。然而，低温石墨换热器的传热有其自身的特点，其物理性能在低温下变化很大。在低温下，工作介质的物理性质会随温度和压力发生明显变化，因此不能随意使用普通传热中给出的对流能量方程的常数物理性质，对数均匀温差的应用也受到限制。特别是低温石墨换热器的传热往往在接近热力学临界状态的区域停止，近临界区域的物性随温度和压力发生剧烈变化，普通的常规变物性关系不适用。低温热传导主要涉及可变导热系数的热传导，低温容易形成晶体沉积物的各向异性多维热传导。此外，低温设备和低温石墨换热器多在远低于环境温度的工况下工作，因此设备的保温、高真空保温、多层保温粉末真空保温、粉末与泡沫保温、异形变截面长杆导热等。都触及到了特有的低温热传导问题。石墨换热器越来越广泛地应用于国民经济的各个领域。

150-6688-1996

137-0648-5646

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