Теоретическая часть. Теплообмен при конденсации паров жидкости представляет собой сложное явление, связанное с одновременным переносом теплоты

Теплообмен при конденсации паров жидкости представляет собой сложное явление, связанное с одновременным переносом теплоты, массы вещества при изменении фазового состояния. Для возникновения жидкой фазы из паровой (конденсации жидкости) необходимо наличие либо зоны, либо поверхности с температурой меньшей, чем температура насыщения пара при заданном давлении.

В начальный момент соприкосновения пара с холодной поверхностью последняя покрывается слоем жидкости, который в зависимости от физико-химических свойств конденсируемого вещества и поверхности либо растет и уплотняется, либо разрывается на большое количество капелек. В дальнейшем идет рост капелек и образование новых. В первом случае имеет место пленочная конденсация, а во втором - капельная.

Капельная конденсация возможна лишь в том случае, если конденсат не смачивает поверхность охлаждения. При конденсации же чистого пара смачивающей жидкости на чистой поверхности всегда получается сплошная пленка.

Явление теплообмена при конденсации чистого подвижного пара на стенке условно можно разделить на ряд последовательных этапов:

- подвод пара к стенке за счет молекулярного переноса;

- собственно процесс конденсации, происходящий на стенке;

- теплоотвод в стенку со стороны пленки конденсата.

Основное влияние на теплоотдачу при конденсации оказывает термическое сопротивление пленки конденсата вследствие низкой теплопроводности всех неметаллических жидкостей. Отвод теплоты через пленку конденсата зависит от температурного напора, характера движения пленки, физических свойств и толщины пленки.

При пленочной конденсации на горизонтальной трубе зависимость коэффиента теплоотдачи от конденсата к трубе определяется соотношением:

при Re' < 40, (25)

где Re' - число Рейнольдса, характеризующее течение пленки.

Коэффициент теплоотдачи со стороны охлаждающей воды можно рассчитать по формуле Нуссельта-Крауссольда:

(26)

где Рr = n/a - число Прандтля, характеризующее теплоноситель (жидкость);

n - кинематический коэффициент вязкости теплоносителя;

Re - число Рейнольдса, характеризующее течение охлаждающей жидкости;

а - коэффициент температуропроводности.

Зная параметры охлаждающей системы, можно определить коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи.

Поиск по сайту: