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醫(yī)學(xué)中使用的蒸發(fā)器vaporizer,揮發(fā)性吸入麻醉藥在室溫下均呈液態(tài)。蒸發(fā)器能有效地將揮發(fā)性麻醉藥液蒸發(fā)為氣體,并能地調(diào)節(jié)麻醉藥蒸氣輸出的濃度。麻醉藥的蒸發(fā)需要熱量,蒸發(fā)器周圍的溫度是決定揮發(fā)性麻醉藥蒸發(fā)速度的主要因素。當(dāng)代的麻醉機(jī)廣泛采用了溫度 量補(bǔ)償型蒸發(fā)器,即在溫度或新鮮氣流量發(fā)生變化時(shí),能通過自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)制來保持揮發(fā)性吸入麻醉藥蒸發(fā)速度恒定,從而保證吸入麻醉藥離開蒸發(fā)器的輸出濃度穩(wěn)定。由于不同揮發(fā)性吸入麻醉藥的沸點(diǎn)和飽和蒸氣壓等物理特性不同,因此,蒸發(fā)器具有藥物專用性,如恩氟烷蒸發(fā)器、異氟烷蒸發(fā)器等,相互不能通用?,F(xiàn)代麻醉機(jī)的蒸發(fā)器多放置在麻醉呼吸環(huán)路之外,有單獨(dú)的氧氣氣流與之連接,蒸發(fā)出的吸入麻醉藥蒸氣與主氣流混合后再供病人吸入。
.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器這種蒸發(fā)器又稱作標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器。它的加熱室由垂直管束組成,中間有一根直徑很大的中央循環(huán)管,其余管徑較小的加熱管稱為沸騰管。由于中央循環(huán)管較大,其單位體積溶液占有的傳熱面,比沸騰管內(nèi)單位溶液所占有的要小,即中央循環(huán)管和其它加熱管內(nèi)溶液受熱程度不同,從而沸騰管內(nèi)的汽液混合物的密度要比中央循環(huán)管中溶液的密度小,加之上升蒸汽的向上的抽吸作用,會(huì)使蒸發(fā)器中的溶液形成由中央循環(huán)管下降、由沸騰管上升的循環(huán)流動(dòng)。這種循環(huán),主要是由溶液的密度差引起,故稱為自然循環(huán)。這種作用有利于蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱效果的提高。
為了使溶液有良好的循環(huán),中央循環(huán)管的截面積一般為其它加熱管總截面積的40~;加熱管高度一般為1~2m;加熱管直徑在25~75mm之間。這種蒸發(fā)器由于結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、傳熱較好及操作可靠等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用十分廣泛。但是由于結(jié)構(gòu)上的限制,循環(huán)速度不大。加上溶液在加熱室中不斷循環(huán),使其濃度始終接近完成液的濃度,因而溶液的沸點(diǎn)高,有效溫度差就減小。這是循環(huán)式蒸發(fā)器的共同缺點(diǎn)。此外,設(shè)備的清洗和維修也不夠方便,所以這種蒸發(fā)器難以完全滿足生產(chǎn)的要求。
蒸發(fā)器是冷干機(jī)主要的換熱部件。壓縮空氣在蒸發(fā)器中被強(qiáng)制冷卻,其中大部分水蒸氣冷卻而凝結(jié)成液態(tài)水排出機(jī)外,從而使壓縮空氣得到干燥。在蒸發(fā)器中進(jìn)行的是空氣與冷媒低壓蒸汽之間的對(duì)流熱質(zhì)交換,通過節(jié)流裝置后的低壓冷媒液體,在蒸發(fā)器進(jìn)而發(fā)生相變成為低壓冷媒蒸汽,在相變過程中吸收周圍熱量,從而使壓縮空氣降溫。
來自冷干機(jī)預(yù)冷器的壓縮空氣(已經(jīng)被預(yù)先脫去了一部分水,但含水量還相當(dāng)大)進(jìn)入蒸發(fā)器后在殼程中運(yùn)動(dòng),曲折前進(jìn)過程中與蒸發(fā)器管程內(nèi)的低溫冷媒蒸汽進(jìn)行對(duì)流熱交換。管內(nèi)冷媒液體吸熱沸騰(通稱蒸發(fā))成冷媒蒸汽是相變過程,在冷媒液體完全相變成氣體之前,蒸發(fā)壓力保持不變,蒸發(fā)溫度也保持不變,壓縮空氣在熱交換過程中溫度會(huì)越來越接近冷媒液體的蒸發(fā)溫度。但由于受到冷干機(jī)結(jié)構(gòu)限制蒸發(fā)器換熱面積不可能無限增大,壓縮空氣與冷媒蒸氣之間的傳熱溫差總是存在的。因此壓縮空氣所能達(dá)到的冷卻溫度,在任何時(shí)間也不可能等于或低于蒸發(fā)溫度。