このタイプの伝熱管で作られた凝縮蒸発器は、伝熱性能が良好で伝熱温度差が小さいだけでなく、多孔質金属により沸騰側が非常に安全になります。 1970 年代半ば、アメリカンユニオンカーバイド社のリンデ支社は、多孔質表面強化伝熱を 58,300m3/h の空気分離装置に適用し、多孔質管はアルミニウム管でした。
表面多孔管の伝熱メカニズムは、沸騰側の表面にある多孔質金属薄層に、互いにつながって気泡を生成できる多数の小さな穴、つまり気化核があります。つまり、穴に入る液体は、蒸気泡を生成するためにわずかな熱量しか必要とせず、液体壁の過熱を大幅に低減します。細孔内の液体によって生成された気泡は急速に成長し、分離して表面を貫通し、最終的に破裂します。気泡核は穴の中で成長し、次の気泡の核になります。このように、液体は表面張力の助けを借りて細孔に連続的に入り込み、細孔内で加熱されて蒸発します。このように、穴内の気泡の膨張と収縮は「ポンプ」のような連続サイクルとして機能し、沸騰熱伝達を強く妨げ、軽量管と比較して熱伝達係数を6〜8倍に増加させます。さらに、多孔質表面の微細孔の毛細管現象により、液体は孔内でより高い循環速度を有し、液体酸素側の流れ条件をより良く改善し、有害不純物の局所的な集中と蓄積によって引き起こされる爆発の危険を効果的に防止することができる。
凝縮側の縦溝は、熱交換面積を増やすだけでなく、凝縮側の表面張力を利用して、垂直壁での層流膜凝縮放熱を強化します。飽和窒素が管の円周縦溝の波頭に接触すると、最初に蒸気が波頭で凝縮し、表面張力により凝縮液膜が波頭から波谷に流れ、波頭と溝の両側の壁の凝縮液膜が非常に薄くなり、液膜熱抵抗が大幅に減少します。同時に、波谷に流れ込んだ液体は、重力の作用により波谷に沿って急速に流れ落ち、縦溝に沿って排出されるため、凝縮熱伝達率が大幅に向上します。
150m3/h空気分離装置に新型凝縮蒸発器(銅製)を使用した後、熱伝達温度差は従来の2.5度から1.2度に減少し、熱伝達係数は従来の600w/(m2·K)から1500W/(m2·K)に増加し、エネルギー消費は5%から7%削減できます。





