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冷凝器的必要性基于热力学第二定律——根据热力学第二定律,封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的,即只能从高热流向低热,在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以,一个热机在有能量输入做功的同时,下游也有能量放出,这样上下游才会有热能差距,热能的流动才会成为可能,循环才会继续下去。
冷凝器的选择包括形式和型号的选择,并确定流经冷凝器的冷却水或空气的流量和阻力。冷凝器型式的选择要考虑当地的水源、水温、气候条件,以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定冷凝器型式的前提下,根据冷凝负荷和冷凝器单位面积的热负荷来计算冷凝器的传热面积,以此来选定具体的冷凝器的型号。
如果想让承载物重新做功,就先把没有完全释放的热能释放干净,这时候就需要用到冷凝器。如果周围的热能比冷凝器中的温度还要高的话,为了使得冷凝器降温,就人为做功(一般来说是使用压缩机)。冷凝后的流体重新回归高有序、低热能的状态,可以重新做功。
凝器在制作时,管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊,焊缝形状存在不同程度的缺陷,如凹陷、气孔、夹渣等,焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触,而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明,工业水无论是淡水还是海水,都会有各种离子和溶解的氧气,其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外,金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此,管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看,管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物,分布着大小不等泡。以海水为介质时,还会产生电偶腐蚀。双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。
蒸发式冷凝器特点:
(1)利用水汽化带走冷凝热,其所消耗的冷却水量只是补给的散失水量,冷却水耗量少;
(2)蒸发式冷凝器进口空气湿球温度对换热量影响很大。同样的冷凝温度和风量,进口湿球温度越小,冷却水蒸发量越大,冷凝效果越好;
(3)蒸发式冷凝器耗水量小,所需空气量不足风冷式1/2,因此特别适合于干燥缺水地区。
风冷式冷水机的冷凝器特点是一空气为冷却介质、其传热系数低,无需接水管所以不需要冷却水系统、安装灵活且造价低。水冷式冷水机的冷凝器特点是传热、结构紧凑,适用于各类型冷水机。但需要设置冷却水系统安装散热水塔水泵和管路,增对大型冷水机使用,产生水垢要定期清洗。