凝结是工业中普遍遇到的另一种相变换热过程，一般认为凝结换热系数很高，可以不必采用强化措施。但对氟利昂蒸气或其他有机蒸气而言，它们的凝结换热系数比水蒸气小得多。例如对氟利昂，其凝结换热系数仅为其另一侧水冷却换热系数的1/4～1/3。在这种情况下，强化凝结换热仍然是非常必要的。对空冷系统而言，由于管外侧空气的肋化系数非常之高，强化管外的水蒸气凝结换热也仍然是有利的。

强化管外凝结换热的方法很多，最有效的方法是采用各种强化传热管。对水平布置，多采用低肋管、锯齿形外肋管和螺旋槽管；对垂直布置，主要采用纵槽管和螺旋槽管。这些强化方法已应用于工程实际中，并取得了良好的效果。

1.低肋管

为了强化蒸汽在水平管外的凝结，工业上多采用低肋管。低肋管的优点如下：①因为肋间根部凝结液体的表面张力作用可使肋片上形成的凝结液膜变薄（见图2-18），故低肋管能有效地提高膜状凝结的换热系数，一般情况下可使凝结换热系数较光管高50％～100％；②低肋管可增大换热面积，一般较光管高2倍以上。

低肋管强化凝结换热的效率取决于其结构尺寸（如肋片间距和肋高）以及凝结液体的物性（主要是表面张力）。如肋片间距过小，凝结液的表面张力又过大，在肋间就会充满液体，形成所谓“搭桥”现象，使肋片起不到强化换热的作用。低肋管一般应用于制冷剂和有机液体，因为这类液体的表面张力较小。

2.锯齿形肋片管

锯齿形肋片管是日本日立电缆有限公司于1975年开发的强化凝结换热管。这种肋片管的特点是肋片呈锯齿形，锯齿凹处的深度约为肋高的40％凹槽宽度约为肋间距的30％，肋尖处很薄。图2-19为这种锯齿形肋片的示意图。

图2-18　低肋管肋片上液膜的示意图

图2-19　锯齿形肋片的示意图

锯齿形肋片管与低肋管相比，凝结的换热系数有明显的提高，如对各种氟利昂制冷剂，其凝结的换热系数可提高1～1.5倍。

锯齿形肋片管之所以能强化传热，一是因为锯齿形肋片外沿的周长和外表面积都比低肋管大，在表面张力的作用下薄液膜区也比低肋管大，因此热阻较小；另外肋片侧面较粗糙，肋片顶部又开有锯齿缺口，增加了凝结液的扰动性，使凝结液呈波动状，有利于传热。

工业应用证明，上述低肋管和锯齿形肋片管在卧式冷凝器中用于氟利昂制冷剂和轻质油类的蒸气凝结是很有效的。值得注意的是，低肋管和锯齿形肋片管不适用于易结焦的介质。

3.单面纵槽管

对于垂直管外的凝结，通常采用单面纵槽管。所谓单面纵槽管，就是在管子外壁开许多纵槽，这些纵槽的形状见图2-20。(www.daowen.com)

图2-20　纵槽断面示意图

纵槽管之所以能强化凝结换热，主要是利用了液体的表面张力。凝结液在表面张力的作用下从槽顶流向槽底，在重力的作用下再沿槽底流向管子下端。在槽顶部分液膜很薄，因此换热系数增加。虽然槽底部液膜较厚，换热系数会有所下降，但平均起来，换热系数还是比光管大得多。此外，尽管槽底部分被凝结液淹没，但比起光管来其换热面还是增加了，这对增强换热也是有好处的。

实验证实，槽为三角形的单面纵槽管其凝结换热系数可比光管高5～7倍，槽为矩形时则为光管的3～5倍，这说明三角形槽优于矩形槽。

当单面纵槽管很长，或单位面积上的热流密度很大时，管子下部由于凝结液量很大，常常会发生凝结液溢出槽外形成“满液”现象，影响传热效果。此时可采取两种措施：一是由上至下使槽深度逐渐增加以适应排液的需要；二是可在单面纵槽管上沿高度加泄液罩，这样上部流下来的凝结液可以顺泄液罩滴落，其下的纵槽管就不受上段凝结液下流的影响，可以和蒸气直接接触，从而提高换热系数。

4.双面纵槽管

双面纵槽管是在单面纵槽管的基础上开发的，其主要优点是管外既可强化凝结换热，管内又可强化沸腾换热。在升膜（或降膜）式蒸发器中常采用这种双面纵槽管。用于海水淡化的降膜式蒸发器不仅凝结侧得以强化，甚至蒸发侧的沸腾换热系数也可增大3倍。

值得注意的是，双面纵槽管只能用于垂直布置，如为水平布置则起不到强化作用。

5.螺旋槽管

螺旋槽管由于管子内外都有螺旋槽，所以可以同时强化凝结侧和冷却侧的换热。螺旋槽管不但可用于水平布置，也可用于垂直布置。由于螺旋槽道的作用，管壁上的凝结液体会迅速顺着螺旋槽脱离冷却壁面，而不是像纵槽管和光管那样，凝结液一直顺着壁面流到管子下部才排走。这对螺旋槽管的凝结换热是很有利的。此外冷却侧换热也因流体的旋转而得到强化。因此螺旋槽管的换热系数要比光管高许多。实验表明，螺旋槽管的换热系数可比光管高40％～140％。

6.在管壁上设置金属丝

在管壁上设置金属丝也可强化凝结换热。在垂直光管上设置纵向金属丝时，其强化凝结换热的效果甚至比单面纵槽管更好。纵向布置金属丝能强化凝结换热的原因是，当金属丝的厚度大于凝结液膜的厚度且金属丝能被凝结液润湿时，由于表面张力的作用，凝结液被拉进金属丝和管壁之间的凹陷区，并形成一股细小的溪流迅速向下流动，金属丝之间的管壁上凝结液膜相对变薄，从而使热阻减小，换热系数提高。

管壁上金属丝的数目和直径对强化效果有很大的影响。实验表明，随着金属丝数目的增加，开始凝结换热系数也增大；当金属丝数目增加到一定程度后，再增加金属丝的数目则会使换热系数下降。金属丝的直径对换热系数也有类似的影响：当金属丝直径增大，凝结换热系数也随之增加；金属丝直径增加到一定程度后，再增大直径反而会使凝结换热系数减小。

水平光管外绕上金属丝也能强化凝结换热。强化的原因和垂直管类似，即凝结液在表面张力的作用下被牵引到金属丝附近，两线之间会形成薄液膜区，从而减小了凝结换热的平均热阻。