ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача при конденсации пара из "Теоретические основы типовых процессов химической технологии" Чтобы давление пара над каплей и над плоской поверхностью жидкости было одинаковым, температура капли должна быть ниже температуры насыщенного пара при давлении ро- Следовательно, для конденсации в объеме требуется переохлаждение на величину АГ, соответствующую давлению 2а// . Необходимое переохлаждение тем больше, чем меньше Я. Поэтому объемная конденсация происходит только Б особых точках — центрах конденсации. В природе при конденсации пара из воздуха их роль играют пылинки или ионизированные частицы. В технике чаще всего встречается конденсация на охлаждаемой поверхности. Условия процесса зависят от характера взаимодействия этой поверхности с жидкостью. На несмачиваемой поверхности конденсат собирается в капли, которые скатываются с нее (капельная конденсация). На смачиваемой поверхности капли растекаются и при большом их числе образуют пленку (пленочная конденсация). При капельной конденсации теплоотдача происходит значительно быстрее, чем при пленочной, поскольку пленка конденсата создает значительное термическое сопротивление. В большинстве случаев поверхности теплообмена смачиваются конденсатом и, хотя можно искусственно вызвать капельную конденсацию путем гидрофобиза-ции поверхности, в технике обычно приходится иметь дело с пленочной конденсацией. [c.325] Уравнение (IV. 77) описывает кинетику переноса теплоты в пленке. Граничные условия определяются равенствами на стенке (т. е. при у — 0) I — СТ) НЗруЖНОИ поверхности ПЛ6НКИ (т. е. при у = 6) I = Здесь /ст и — температуры стенки и пара, а б — толщина пленки. [c.326] Таким образом, аср уменьшается с возрастанием высоты стенки и разности температур А/ = — /от- Однако, поскольку д = аА , то д АГ/, и, несмотря на уменьшение а, количество передаваемой теплоты с повышением Ai увеличивается. [c.327] Здесь а — значение а, рассчитанное по формуле (IV. 80). Индексы ст и п означают, что соответствующие величины берутся при температурах стенки и насыщенного пара. Для расчета а в качестве определяющей принимается температура пара. Поправка е экспериментально определена при 0,5 ЯпДст 2 и 0,1 Цп/рст 1,0. По числовым значениям поправка 8( близка к поправке (Ргж/Ргст)° в уравнениях (IV. 34) и (IV. 44), описывающих закономерности конвективного теплообмена. [c.328] Поправочный коэффициент е определяется выражением (IV. 81). [c.328] Для пучка параллельных труб по формуле (IV. 83) можно рассчитывать а только для верхних труб. Для нижних труб значение а получается меньше из-за большей толщины пленки жидкости, за счет конденсата, стекающего с верхних труб. Поэтому значение Иср для многорядного трубного пучка определяется умножением значения а, вычисленного по формуле (IV. 83), на эмпирический поправочный коэффициент е 1, значения которого приводятся в справочной литературе. Приближенно значение сбср можно рассчитать путем подстановки в уравнение (IV.83) вместо О произведения пО, где п — число труб в вертикальном ряду. [c.328] Физические свойства конденсата при определении значений Re и Z берутся при температуре насыщенного пара. [c.329] Значения Ке и 2 определяются формулами (IV. 84) и (IV. 85). [c.330] Выше были рассмотрены закономерности тйГ лоотдачи при конденсации пара при условии, что силы тяжести оказывают определяющее влияние на движение пленки конденсата и динамическим воздействием пара на пленку можно пренебречь. Это равносильно допущению, что пар можно считать неподвижным. В ряде случаев динамическое воздействие пара может быть существенным. Оно зависит от взаимного направления сил тяжести и трения на границе раздела фаз, которое определяется направлением движения пара и конденсата, а такн е положением поверхности теплообмена в пространстве. Как показывают опытные данные, при ламинарном течении пленки и движении конденсата и пара сверху вниз при скоростях последнего до 40 м/с движение пара практически не сказывается на величине коэффициента теплоотдачи. При больших скоростях пара коэффициент теплоотдачи возрастает. При турбулентном течении пленки конденсата в условиях преобладающего влияния сил трения коэффициент теплоотдачи пропорционален скорости пара в степени 0,8. При одновременном влиянии сил тяжести и трения на движение пленки конденсата математическое описание процесса теплоотдачи представляет большие трудности. Этот вопрос рассматривается в специальной литературе. [c.330] Вернуться к основной статье