Конденсация паров на вертикальной и горизонтальной поверхности

Процесс конденсации внутри горизонтальных и наклонных труб, а также внутри вертикальных змеевиков при расслоенном режиме течения двухфазного потока довольно часто встречается на практике. Особенностью этого процесса является изменение вдоль длины трубы гидродинамических и теплофизических характеристик пара и конденсатного ручья. При этом аналитическое решение задачи или критериальная обработка результатов экспериментов в интегральной форме суш,ественно усложняется. Значительное влияние на конденсацию оказывает уровень конденсатного ручья, который практически исключает из процесса теплообмена часть поверхности. [c.162]

Поверхностное натяжение оказывает незначительное влияние на процесс пленочной конденсации. При ламинарном режиме течения пленки по вертикальной поверхности изменение поверхности ного натяжения слабо влияет на среднюю толщину пленки при конденсации пара на наружной поверхности горизонтальных труб благодаря действию сил поверхностного натяжения конденсат стекает с нижней части трубы не сплошной пленкой, а каплями или отдельными струйками. [c.123]

Коэффициенты теплоотдачи при пленочной конденсации. Некоторая основная информация по теплоотдаче конденсирующегося пара приведена в гл. 3. В частности, там представлены выражения для коэффициента теплоотдачи при конденсации пара на наружной поверхности вертикальных и горизонтальных труб. Данная глава представляет собой продолжение гл. 3, в ней пойдет речь о проблемах, встающих перед инженерами при проектировании конденсаторов. [c.245]

Перейдем к построению полной одномерной распределенной модели поверхностного теплообменника-конденсатора пара из парогазовой смеси, кожухотрубчатого либо типа труба в трубе , многоходового (в общем случае) по трубному пространству, расположенного горизонтально либо вертикально, ограничив для простоты изложения и восприятия число компонентов двумя, где последний, по-прежнему — инертный газ. Конденсация пара в горизонтальном аппарате предполагается на наружной поверхности труб, а в вертикальном — как на наружной поверхности, так и внутри труб. Уровень жидкой фазы на дне горизонтального аппарата не учитывается. В конденсаторе допускается наличие двух зон зоны охлаждения парогазовой смеси до температуры Начала конденсации и зоны конденсации. Парогазовая смесь предполагается насыщенной. [c.53]

Отвод тепла при помощи парциального конденсатора. Парциальный конденсатор обычно представляет собой кожухотрубчатый теплообменный аппарат, установленный горизонтально или вертикально на верху колонны в межтрубное пространство аппарата с верхней тарелки поступают пары (рис. 4. 3(1). Часть паров в количестве конденсируется и возвращается на верхнюю тарелку в виде флегмы (орошения), пары ректификата О отводятся из конденсатора. По трубкам парциального конденсатора движется охлаждающий агент, воспринимающий через поверхность трубок тепло конденсации паров. В качестве такого охлаждающего агента обычно используют воду, а иногда исходное сырье. [c.143]

При конденсации водяного пара, загрязненного парафином, на верхней части горизонтальной трубы образуются довольно крупные деформированные капли конденсата, занимающие существенную долю поверхности теплообмена. При конденсации на вертикальной трубе отрывной размер капель был гораздо меньше н их удаление с поверхности происходило более эффективно, чем и объясняется большая интенсивность процесса теплоотдачи в этом случае. [c.52]

Для конденсации смеси паров эфирных масел и воды и охлаждения дистиллята в промышленности применяют трубчатые холодильники (вертикальные и горизонтальные). Поверхность охлаждения рассчитывается по общим правилам, исходя из количества, состава паров и температуры дистиллята. В случае необходимости поверхность охлаждения устанавливается приблизительно, на основании практических данных (1 м на 25 кг дистиллята в час). Каждый перегонный аппарат должен комплектоваться одним холодильником требуемой поверхности охлаждения. Комплектование одного перегонного аппарата несколькими холодильниками ухудшает технологический процесс, затрудняет эксплуатацию и увеличивает расход охлаждающей воды. [c.126]

Коэффициент теплоотдачи а при конденсации паров на поверхности горизонтальных и вертикальных труб может быть определен по критериальному уравнению Кутателадзе [c.191]

Лед в трубчатых конденсаторах относительно равномерно намораживается на внутренней поверхности труб только при вязкостном режиме движения парогазовой смеси. При более низких давлениях скорость роста слоя десублимата обычно на входных участках труб значительно выше, чем на концевых участках независимо от их расположения (горизонтальные, вертикальные, наклонные). Это связано с уменьшением концентрации конденсирующихся компонентов в парогазовой смеси по мере ее движения в трубах. Неравномерность конденсации пара снижает общую эффективность процесса и часто приводит к забиванию конденсатом поперечного сечения труб. [c.283]

Конструкция. На рис. 1.6 показан внешний вид конденсатора мощной паровой турбины, а на рис. 13.3 даны его разрезы. Поскольку давление пара на выходе из турбины равно примерно 25—ЪО мм рт. ст. (абс), то плотность пара очень мала, а объемные расходы пара чрезвычайно велики. Для уменьшения потерь давления конденсатор обычно устанавливается непосредственно под турбиной и соединяется с ней коротким патрубком, имеющим большее проходное сечение. Корпус турбины разгружается от чрезмерных напряжений, связанных с большим весом конденсатора, с помощью пружинных подвесок. В изображенном на рис. 13.3 конденсаторе пар поступает в конденсатор через широкую центральную горловину и течет вертикально вниз, обтекая при этом в поперечном направлении расположенные горизонтально между трубными досками трубы конденсатора. Водяные камеры расположены с обоих торцов конденсатора. Как видно из продольного разреза (левая часть рис. 13.3), вода течет горизонтально через верхнюю половину пучка труб, затем поворачивает вниз в левой водяной камере и возвращается обратно по нижней части трубного пучка в выходную камеру. Такое расположение позволяет максимально быстро уменьшить объем входящего пара, так как сначала он соприкасается с наиболее холодной водой. В то же время капли переохлажденного конденсата стекают с верхних труб и увеличивают тем самым эффективную поверхность конденсации. Для уменьшения потерь тепла и во избежание насыщения воды кислородом конденсат должен иметь температуру как можно более близкую к температуре пара. В данной конструкции это достигается за счет того, что вода в нижних трубах, расположенных непосредственно над сборником конденсата, имеет наиболее высокую температуру. Перегородки, установленные в конденсаторе вокруг расположенных вертикально в центре конденсатора прямоугольных пучков труб, предназначены для того, чтобы холодный воздух отсасывался по центру. Это важно не только с точки зрения снижения противодавления в турбине, но также и для улучшения работы конденсатора, так как присутствие в паре неконденсирующихся газов снижает эффективную разность температур. [c.248]

В промышленных установках, конденсаторах паровых турбин, подогревателей питательной воды и других теплообменных аппаратах на ТЭС и АЭС обычно имеет место пленочная конденсация пара. Она происходит либо на наружной, либо на внутренней поверхности горизонтальных или вертикальных труб. [c.298]

Средний коэффициент теплоотдачи при капельной конденсации насыщенного водяного пара на вертикальной поверхности и горизонтальной трубе может быть определен приближенно по эмпирическим формулам [92] [c.191]

Нуссельт [121 ] в 1916 г. предложил теоретическую зависимость для среднего коэффициента теплоотдачи чистого насыщенного пара, конденсирующегося на поверхности вертикальных и горизонтальных труб. В обоих случаях предполагалось, что движение жидкости полностью вязкое, что трение па границе пар — жидкость незначительно и доля инерционных сил в направленном вниз движении жидкости пренебрежимо мала. С тех пор было показано, что последние два допущения обычно оправданы, но что движение жидкости во многих случаях является турбулентным. Обычно это случается при конденсации на длинных вертикальных трубах, В верхней части трубы движение пленки конденсата ламинарное, а когда она достигнет определенной толщины, то движение становится турбулентным, и уравнение Нуссельта больше не применимо. Критерием перехода от одного вида движения к другому является значение числа Рейнольдса — Устано- [c.374]

На рис. 13-8 приведены данные, полученные несколькими исследователями, по конденсации чистых насыщенных паров на внешней поверхности одиночных горизонтальных труб и на короткой вертикальной пластине видно, что отклонения от уравнения (13-15) составляют от —50 до +25%. Локальные коэффи- [c.463]

Трехступенчатые нагнетатели предназначены для сжатия и подачи воздуха. Корпус нагнетателя отлит из чугуна и имеет разъемы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Корпус подшипников отлит заодно с нижней половиной корпуса нагнетателя и своими опорными поверхностями установлен на фундаментную раму. Всасывающие и нагнетательные патрубки расположены в нижней половине корпуса и направлены вниз. В корпусе нагнетателя установлены две чугунные диафрагмы (первой и второй ступеней), которые обеспечивают организованный подвод воздуха ко второму и третьему рабочим колесам ротора. Лопатки колеса ротора цельнофрезерованные. Покрывающие диски закреплены на колесах с помощью заклепок. Ротор нагнетателя соединен с валом редуктора зубчатой муфтой. Муфту закрывают чугунным литым кожухом из двух половин. На верхней части кожуха установлен дефлектор для конденсации и частичного выпуска паров масла. [c.280]

Лабунцов Д. А. Теплоотдача при пленочной конденсации чистых паров на вертикальных поверхностях и горизонтальных трубах. — Теплоэнергетика, 1957, № 7, с. 72—80. [c.220]

Для конденсации отработанного пара предложено использовать существующий трубчатый теплообменник. Пар, насыщенный при манометрическом давлении 0,35 кг см , должен конденсироваться на наружной поверхности. 19-ли< медных конденсаторных труб. Поступающая при 24° вода должна протекать в один ход по трубам. Длина труб теплообменника равна 3,6 м теплообменник находится в горизонтальном положении. При о рудовании дополнительными трубами теплообменник может быть переведен в вертикальное положение. Считая трубы чистыми и пренебрегая действием скорости пара, рассчитать максимальную производительность (при бесконечном расходе воды) этого теплообменника, выраженную в килограммах конденсирующегося пар в час при горизонтальном и вертикальном его положениях. [c.495]

На толщину пленки конденсата влийет скорость ее стенания, так как с возрастанием скорости толщина пленки уменьщается. В свою очередь скорость стекания зависит от вязкости жидкости чем больше вязкость, тем медленнее стекает жидкость. На скорость стекания оказывает влияние также положение поверхности охлаждения. На вертикально расположенных поверхностях пленка стекает быстрее, чем на наклонных и горизонтальных. В нижней части вертикально расположенных поверхностей пленка имеет большую толщину, чем в вышележащих сечениях, потому что сверху стекает вновь образующийся конденсат. Поэтому на вертикальных поверхностях охлаждения теплоотдача конденсирующегося пара в нижней части уменьшается. Это накладывает определенное ограничение при выборе высоты поверхности конденсации. Толщина пленки конденсата зависит, кроме того, от степени шероховатости поверхности охлаждения чем более шероховата поверхность, тем толще будет пленка жидкости вследствие возрастания сопротивления ее стекаиию. [c.122]

Конденсация на поверхностях значительной высоты может приводить к турбулизации стекающей пленки, что серьезно усложняет анализ процесса. Имеющиеся в литературе [1, 2, 5, 6, 23, 27, 28] соотношения для критического значения числа Рейнольдса, при котором происходит турбулизация стекающей пленки, и особенно формулы для коэффициентов теплоотдачи от турбулентной пленки к стенке весьма громоздки и здесь не приводятся, тем более что турбулентное течение пленки конденсата в технологической аппаратуре встречается не слишком часто. Последнее объясняется тем, что для уменьшения вертикального размера поверхности конденсации широко распространенные кожухотрубчатые конденсаторы с конденсацией пара в межтрубном пространстве стараются располагать горизонтально. Тогда на малой высоте, равной наружному диаметру трубок аппарата, средняя толщина пленки конденсата не успевает стать настолько значительной, чтобы течение пленки успело приобрести турбулентный характер. Кроме того, коэффициенты теплоотдачи при конденсащш на горизонтальных трубах имеют значительные величины и при конденсации водяного пара достигают нескольких десятков тысяч Вт/(м - К). [c.241]

Согласно данным Хэмпсона и Оцисика [40], при капельной конденсации чистого водяного пара на плоской пластине размерами 76 X 127 мм коэффициенты теплоотдачи составляли в среднем 1,36-10 вт1 м -град) для вертикальной поверхности, 0,68 х X Ю вт/ м -град) для горизонтальной поверхности с обращенной вниз поверхностью охлаждения и 0,51 -10 вт/ м -град) для почти горизонтальной (угол наклона 3°) поверхности с обращенной вверх поверхностью охлаждения. На горизонтальной поверхности коэффициент теплоотдачи уменьшается, так как стекание капель с поверхности затруднено и площадь соприкосновения пара с поверхностью металла меньше, чем на вертикальных поверхностях. [c.68]

Теплообменник с конденсацией пара в присутствии инертных газов (конденсаторы, кипятильники). Программа КОНДЕНС позволяет по заданному потоку парогазовой смеси (ПГС) на входе и ее температуре на выходе рассчитать поверхность теплообмена, тепловую нагрузку и другие конструктивные и технологические параметры, указанные ранее. Там же было показано, что в методике учитывается не только обычная теплопередача через стенку, но и детальный анализ тепло- и массопереноса от ядра потока к стенке через диффузионную пленку газа и пленку конденсата переменной толщины. Программа позволяет рассчитывать горизонтальные и вертикальные аппараты, а набор компонентов в ПГС может быть произвольным в пределах 60 веществ, входящих в систему ФИЗХИМ. [c.458]

Приведенные уравнения пригодны при конденсации сухого насылценного водяного пара на гладкой поверхности при скорости движения пара не более 10 м сек. Определяющая температура — средняя температура стекающей пленки конденсата Г . Скрытая теплота конденсации г определяется при температуре Г,. Определяющим размером для горизонтальных труб является диаметр, для вертикальных труб и стенок — высота Н. [c.103]

Если конденсация в жидкое состояние происходит на внутренней поверхности горизонтальной трубы, то после стекания образующейся жидкости нижняя часть трубы заливается конденсатом и ее сечение уменьшается. Таким образом, некоторая часть поверхности в работе не участвует, — это так называемая омертвленная поверхность. Нгправленное стекание конденсата в таких трубах возможно только под действием каких-либо внешних сил. При конденсации пара в вертикальных трубах с подачей пара сверху кон-денсатная пленка образуется на всей поверхности, вдоль которой она стекает вниз под действием гравитационных сил. В установившемся процессе толщина пленки с течением времени не изменяется, причем в нижней части трубы образуется более толстая пленка, чем в верхней. Если же в вертикальную трубу пар подается снизу, конденсат-ная пленка может иметь максимальную толщину еще у входа в конденсатор [43 ]. [c.81]

Лабунцов Д. А. О влиянии конвективного переноса тепла и сил инерции на теплообмен при ламинарном течении конденсатной пленки. — Теплоэнергетика, 1956, № 12, с. 47—50. Теплоотдача при пленочной конденсации чистых паров на вертикальных поверхностях и горизонтальных трубах. — Теплоэнергетика, 1957, № 7, с. 72—80-Теплообмен при конденсации пара на вертикальной поверхности в условиях турбулентного стекания пленки конденсата. — ИФЖ, I960, т. 3, № 8, с. 3—12. [c.309]

Для теплообмена, связанного с пленочным кияением, Л. А. Бромлей [Л. 237] получил соотношение яа основе модели, которая в основном идентична с пленочной теорией Нуссельта для конденсации. Нринято, что пленка пара, прилегающая к греющей поверхности, увеличивается иод влиянием выталкивающих сил и через эту пленку тепло переносится путем теплопроводности. Результирующее соотношение для вертикальной стенки идентично с уравнением (12-9), с единственным отличием плотность р в этом уравнении должна быть заменена разностью (р —Р ) плотностей жидкости и пара. Иными словами, в уравнение должны быть введены характеристики пара. Было найдено, что соотношение для горизонтальной трубы, аналогичное уравнению (12-9), находится в согласия с экспернмен-тальными результатами, когда вводилась поправка, учитывающая, что перенос тепла радиацией через пленку пара увеличивает толщину пленки пара и что жидкость оказывает трение на движущуюся пленку пара. [c.428]

Лабунцов Д. A. Теплоотдача при пленочно11 конденсации шгстого пара иа вертикальных поверхностях и горизонтальных трубах. — Теплоэнергетика , 1957, т. 4, № 7, с. 72 также NLL TS, 1958, р. 454. [c.134]

Из перечисленных типовых конструкций в качестве конденсаторов в производстве жидкого хлора наибольшее распространение получили многоходовые кожухотрубные горизонтальные и элементные теплообменники. Они удобны для периодических осмотров состояния поверхности теплообмена и ее очистки, для осмотра, ремонта и замены труб, трубных решеток и других ответственных элементов конструкции и соединительных деталей. Достоинством этих конденсаторов является также меньшие количество и плошадь соединений, что положительно сказывается на герметичности аппаратов при их эксплуатации. Однако в специфических условиях сжижения хлоргаза (паро-газовой смеси) значительными достоинствами обладают вертикальные кожухотрубные конденсаторы. Основные их преимущества сводятся к следующему лучшие отделение конденсата от инертных газов и использование поверхности теплопередачи, невозможность разбавления примесями концентрированного исходного хлоргаза, поступающего на сжижение, минимальное загрязнение поверхности теплообмена, поскольку загрязняющие ее примеси смываются жидким хлором в грязеот-делитель. Благодаря этому создаются лучшие условия теплообмена и, следовательно, меньшая разность температур конденсации и хладоагента на выходе из аппарата. Кроме того, применение вертикальных конденсаторов позволяет снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы. [c.74]

С. А. Городинская конденсировала пары аммиака на наружной поверхности горизонтальной и вертикальной труб и внутри горизонтальной трубы. Результаты первых двух экспериментов совпадают с данными по другим рабочим телам, а для горизонтальной трубы (при конденсации на наружной поверхности)—хорошо согласуются с формулой Нуссельта. [c.337]

Местный коэффициент теплоотдачи при конденсации обычно изменяется с положением поверхности он изменяется по высоте вертикальной и по периметру горизонтальной трубы. Вывод, который мы проследим в следующем разделе, относится к среднему коэффициенту теплоотдачи при конденсации в случае постоянной разности температур. Как указывалось ранее в гл. 23, эта разность температур в известной мере определяет величину коэффициента теплоотдачи. При конденсации разность температур принимается равной температуре на границе пар — жидкость минус температура на границе жидкость — твердое тело. Если пар является чистым веществом, то его температура насыщения будет равна температуре на границе раздела пар — жидкость. Если пар перегрет или представляет собой смесь компонентов, то его температура не равна температуре на границе раздела пар —жидкость. Тем не менее, температура этой поверхности Д1инус температура на границе жидкость — твердое тело является движущей силой, применяемой в определении коэффициентов теплоотдачи при конденсации. [c.374]

Оребренные трубы. Коэффициенты теплопередачи и о для пучка оребренных медных труб, содержащего шесть горизонтальных труб в вертикальном ряду, измеряли Кац и Гайст [62]. Трубы наружным диам. 19 мм имели 5,9 сплошных медных ребер на 1 см высота ребер—1,6 мм. Средние коэффициенты теплоотдачи при конденсации, отнесенные к общей наружной поверхности (0,153 м 1м) и полученные по графику Вильсона, составляли для паров фреона-12—1490, для паров бутана — 1930 и для паров ацетона — 2980 и превышали данные теории Нуссельта соответственно на 25, 46 и 53%. Последнее объясняется действием всплесков, благодаря которым часть конденсата не попадала на расположенные внизу трубы. Значения общего температурного напора Atom составляли соответственно 22, 44 и 44°. При смешанной конденсации воды и Д о = 43°, равен 7300, т. е. на 20% выше теоретического значения для пленочной конденсации. [c.471]