杜国良 房镇

摘 要：为研究水平管降膜式蒸发器在制冷领域的应用效果，以冷水机组为实验对象，通过ANSYS CFX仿真计算和实验验证的方法，对降膜式冷水机组的运行稳定性和换热性能进行分析。实验结果表明：当降膜式冷水机组吸气挡板孔口流速V1小于5.7 m/s、布液器侧部流速V2小于0.51 m/s时，机组可稳定运行，吸气不带液;当滴淋孔间距为12 mm时，机组性能达到最高点。

关键词：降膜式蒸发器;冷水机组;性能;ANSYS CFX

0    引言

水平管降膜式蒸发器利用制冷剂管外蒸发达到与管内工质换热的目的，即冷媒介质在蒸发管内流动，与蒸发管外流过的制冷剂液体进行换热，使其蒸发，实现热量的传递。相比满液式蒸发器，降膜式蒸发器具有更高的传热系数，可以减少换热管数，从而缩小换热器体积，节省成本。此外，降膜式蒸发器底部液位较低，回油方便[1-3]。

J. R. Thome等[4-5]对降膜式蒸发器的传热系数和换热过程进行了实验研究，并提出了传热系数的预测方法。杨培志等[6]采用MATLAB软件，研究了光管及Turbo-BII管外降膜蒸发换热系数、热流密度及蒸发因子等参数。阮并璐等[7]采用FLUENT两相流VOF模型，对降膜式蒸发器内部流场进行了数值模拟。

水平管降膜式蒸发器在冷水机组中的应用存在以下两个缺点：

（1）影响机组运行的稳定性。冷水机组采用降膜式蒸发器时，高吸气流速易夹带液滴，导致压缩机进行湿压缩，从而折损寿命。

（2）制冷剂分配不均匀影响换热效率。降膜式蒸发器滴淋孔间距及制冷剂流量影响换热管上的液膜分布，滴淋孔间距过大、制冷量過小会导致换热管出现干涸现象，浪费换热面积;滴淋孔间距过小、制冷量过大会导致液膜堆积过厚，进而影响换热效果和冷水机组性能。……