Конденсация турбулентное течение

Коэффициент теплоотдачи а в случае турбулентного течения пленки, таким образом, увеличивается с увеличением высоты поверхности конденсации аналогично тому, что наблюдается при естественной конвекции. [c.85]

Более подробные сведения по теплоотдаче при конденсации паров, в частности для турбулентного течения пленки конденсата, можно найти в работе 12]. [c.23]

Теоретические решения. Кольборн [162] первым сделал попытку теоретически учесть влияние поперечного потока конденсирующегося пара Уп на интенсивность массоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси. При этом он исходил из упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении парогазовой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности пленки конденсата, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Вызываемое поперечным потоком вещества изменение толщины пограничного слоя Кольборн не учитывал. [c.155]

Эти уравнения были получены на основе рассмотрения упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении паровой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся паровой смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности раздела фаз, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Предполагалось также, что состав пара у поверхности конденсации и состав образующегося конденсата равновесны. [c.184]

Для случая конденсации многокомпонентной паровой смеси внутри труб в условиях развитого турбулентного течения коэффициенты акЕ(о) и Рсг(О) можно определить из известных уравнений конвективного тепло- и массообмена [c.189]

Б о б е Л. С., Солоухин В. А. Тепло-и массообмен при конденсации пара из парогазовой смеси при турбулентном течении трубы. — Теплоэнергетика, 1972, № 9, с. 27—30. [c.129]

Вынужденное движение газовых примесей порождает новый, более сложный вид движения всей парогазовой смеси в объеме конденсатора. Исследования показывают, что интенсивность конденсации пара существенно зависит от того, с какой скоростью движется газ в объеме конденсатора. Чем больше скорость движения газа при данном постоянном давлении, тем быстрее протекает процесс конденсации пара в твердое состояние. Это происходит потому, что отраженные от поверхности сублимационного льда молекулы газа, которые становятся активными в отношении конденсации молекулами, сообщают потоку черты хаотичности, создают компоненты скорости, нормальные к направлению основного потока, и при вынужденном движении возникает сильное возмущение всей парогазовой смеси, напоминающее турбулентное течение, хотя значения критерия Рейнольдса здесь относительно малы из-за малой плотности среды. Наличие направленного потока газа способствует более сильному перемешиванию потока. В потоке парогазовой смеси наблюдаются особенности, характерные для турбулентного движения отдельные частицы, проходящие через данную точку в фиксированном объеме, не описывают тождественных друг другу кривых. Наличие такого рода течения з объеме конденсатора иллюстрируется рентгеновскими снимками распределения сублимационного льда в цилиндрических трубах [ИЗ]. В то же время при конденсации чистого пара не наблюдается никаких признаков возмущенного течения пара, несмотря на сравнительно большие скорости направленного потока пара. [c.164]

Д. А. Лабунцов [511, рассматривая теоретически вопрос турбулентного течения пленки конденсата, принял во внимание целый ряд факторов, которые позволили уточнить уравнения для теплоотдачи. Принято, что в отличие от теплообмена при течении однофазной жидкости, когда тепловой поток меняется от д (значение на стенке) до нуля на оси потока, при конденсации пара плотность теплового потока постоянна в любом поперечном сечении пленки. Касательное напряжение трения не постоянно, а меняется от д до нуля на свободной поверхности пленки. [c.146]

При турбулентном течении пленки конденсата для случая неполной конденсации из пароводяной смеси расчет среднего коэффициента теплоотдачи производится по ( рму-ле [29] [c.159]

Требуется конденсировать 10 т/ч насыщенного пара м-гексана при 70 С. Охлаждение конденсатора может быть осуществлено а) водой, нагреваемой от 16 до 36 °С, б) воздухом, нагревае шм от 25 до 48 С. Коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара гексана в обоих случаях принять равным 1700 Вт/(м2-К). Коэффициенты теплоотдачи для воды и воздуха взять ориентировочно (средние значения) по табл. 4-5, для воды — при турбулентном течении по трубам, для воздуха — при поперечном обтекании труб. Жидкий гексан отводится при температуре конденсации. Термические сопротивления стенки и загрязнений не учитывать. Удельная теплота конденсации гексана 33,3-10 Дж/кг. Определить расходы воды и воздуха (в м /ч) и требуемые поверхности теплообмена. [c.207]

Критерий Рейнольдса при переходе к турбулентному течению пленки Ре = 180.- Для конденсации чистого водяного пара при условии отнесения физических параметров конденсата и величины г к средней температуре [c.74]

При конденсации влажного пара содержащаяся в нем влага выпадает вместе с конденсатом. Удельная теплота конденсации влажного пара несколько снижается, а интенсивность теплоотдачи практически не изменяется. Так, например, при влажности пара Хв = 10% коэффициент теплоотдачи на участке ламинарного течения конденсатной пленки падает на 2,5%, а на участке турбулентного течения примерно на столько же повышается по сравнению с насыщенным паром [26]. [c.75]

Конденсация на поверхности достаточной высоты может приводить к турбулентному течению пленки конденсата. Механизм теплообмена между паром и охлаждаемой поверхностью становится иным, поскольку турбулентное течение сопровождается дополнительным поперечным переносом теплоты за счет пульсационного движения внутри жидкой пленки. Турбулизация пленки наступает лишь при достижении условия Ке>Кекр, поэтому на верхних участках поверхности конденсации всегда имеется участок ламинарного течения, и среднее значение коэффициента теплоотдачи для всей поверхности определяется по правилу аддитивности [c.84]

Наложение на циркуляционное движение вынужденного движения газовых примесей порождает новый, более сложный вид движения всей паро-газовой смеси в объеме конденсатора. Чем больше скорость движения газа при данном постоянном давлении, тем быстрее протекает процесс конденсации пара в твердое состояние. Это происходит потому, что отраженные от поверхности сублимационного льда молекулы газа, которые становятся положительно активными молекулами, сообщают потоку черты хаотичности, создают компоненты скорости, нормальные к направлению основного потока, и при вынужденном движении возникает сильное возмущение всей парогазовой смеси, напоминающее турбулентное течение при сравнительно малых значениях критерия Рейнольдса. Таким образом, источником сильного возмущения в объеме сублимационного конденсатора является положительно активный газ. О наличии такого течения в объеме конденсатора говорят распределения температуры на поверхности льда в цилиндрических трубах. В то же время при конденсации чистого пара не наблюдается никаких признаков возмущенного течения пара, несмотря на сравнительно большие скорости направленного потока пара. [c.113]

При сравнении экспериментальных и теоретических результатов наиболее важна зависимость скорости процесса конденсации от природы взаимодействия одинаковых и неодинаковых молекул между собой и с поверхностью конденсации. Если течение однородной жидкости имеет место при давлениях, близких к атмосферному, то турбулентный поток возникает при больших значениях чисел Рейнольдса. Турбулентное течение паро-газовой смеси в объеме конденсатора интенсифицирует процесс теплообмена и при конденсации в жидкое состояние. Это происходит потому, что турбулентное течение разрушает образующийся у поверхности так называемый диффузион-120 [c.120]

Что касается вопроса о теплообмене при конденсации водяного пара на горизонтальных трубах в условиях турбулентного течения пленки конденсата, то здесь надежные данные отсутствуют. [c.21]

Течение конденсата и пара может быть как ламинарным, так и турбулентным. На входе в трубу течение пара может быть турбулентным. По мере конденсации пара скорость его уменьшается и турбулентное течение может перейти в ламинарное. Если происходит полная [c.280]

Рнс. 12-10. Теплоотдача при конденсации водяного пара в трубе в условиях турбулентного течения конденсата. [c.282]

При конденсации пара внутри трубы и турбулентном течении жидкой фазы Re D = GV(M ) где G — массовый расход конденсата через [c.186]

В пограничном слое часто достигается естественная турбулентность, возникающая при определенной высоте поверхности теплообмена, когда ламинарное течение переходит в турбулентное под. влиянием повышения скорости в результате гравитационного воздействия (см. Пленочная конденсация , стр. 83). [c.99]

Рассмотрим вначале обогрев с помощью насыщенных паров теплоносителей, причем применительно к реакторам с греющими рубашками, т. е. применительно к условиям конденсации паров на вертикальной стенке. При этом, как известно (2, 15, 16], возможны три режима конденсатной пленки чисто ламинарный режим, т. е. режим, при котором критерий Рейнольдса для стекающей конденсатной пленки Ке меньше его критического значения Ке р, ламинарный по критерию Ке режим, но в котором возможно волнообразное течение, и, наконец, турбулентный режим, для которого справедливо соотношение Не >Ке . [c.58]

Волков [51] исследовал конденсацию водяного пара внутри горизонтальной трубы при малых и умеренных скоростях парового потока, турбулентном режиме течения конденсата на верхнем участке [c.143]

Аккерман [150] выполнил теоретическое исследование влияния поперечного потока вещества на интенсивность тепло- и массообмена при испарении жидкости в омывающий ее поток неконденсирующегося газа и при конденсации пара из парогазовой смеси в случае больших температурных и концентрационных напоров. В этом исследовании Аккерман исходил из той же упро щенной схемы ламинарного пограничного слоя, принятой ранее Кольборном, но, в отличие от Кольборна, учитывал изменение толщины пограничного слоя, вызываемого соответствующим изменением профиля скоростей в нем под влиянием поперечного потока вещества. При этом Аккерман предполагал, что поперечный поток вещества не оказывает влияния на изменение касательного напряжения на границе ламинарного пограничного слоя и турбулентного ядра течения. [c.156]

Как показано в гл. 3, основное препятствие для теплоотдачи от конденсирующегося пара к холодной поверхности представляет собой образующаяся на этой поверхности пленка жидкости. Толщина этой пленки обычно нарастает до тех пор, пока под действием сил тяжести или сил поверхностного трения она не начнет течь вдоль поверхности. Равновесная толщина жидкой пленки, а следовательно, и ее термическое сопротивление зависят от скорости конденсации, сил, действующих на пленку, ее гидравлического сопротивления, режима течения пленки (ламинарный или турбулентный) и протяженности поверхности, расположенной выше по течению от рассматриваемой точки. Таким образом, при проектировании конденсаторов при расчете коэффициента теплоотдачи с паровой стороны наиболее важно правильно определить среднюю толщину пленки и ее основные характеристики. Однако связь между отдельными параметрами настолько сложна, что конструктор должен быть очень осторожен при использовании тех или иных расчетных формул или кривых. Необходимо тщательно изучить предполагаемые условия работы агрегата и сравнить их с уже известными конструкциями, применяя при проектировании только наиболее надежные данные. При этом проектировщик должен попытаться оценить возможные погрешности расчета и ввести соответствующие поправки. [c.245]

Из приведенных обобщенных зависимостей следует, что в случае конденсации пара внутри горизонтальной трубы в условиях малых и умеренных скоростей парового потока и турбулентном течении конденсата средний коэффициент теплоотдачи пропорционален плотности теплового потока в степени 0,5 (а ° ), диаметру трубы в степени 0,2 (а в ) и длине трубы в степени 0,3 (а В диапазоне исследованных давлений пара Рп1 = 0,554-2,5 МПа влияние давления пара на теплоотдачу оказалось несущественным. Это согласуется с аналогичным выводом, сделанным Боришанским и Кочуровой [37] на основе анализа большого числа опытных данных о влиянии давления пара на теплоотдачу при конденсации . [c.144]

Для расчета этой функции необходимо сделать некоторые допущения о механизмах турбулентной и поверхностной неустойчивостей. Хотя эти допущеш я в большей или меньшей степени произвольны, онн тем не менее позволяют установить, что простое степенное представлеиие зависимости N11 (Не , Рг , Ка) уже несправедливо. С другой стороны, в большинстве практических случаев для различных веществ числа Прандтля и Капицы примерно пропорциональны. Поэтому понятно, что некоторые авторы представляют свои результаты как функцию одного только числа Прандтля. Возможно стоит упомянуть, что при большом значении числа Прандтля (при.мерно равном 20) свойственные турбулентному течению характеристики теплообмена наблюдаются уже при малых числах Рейнольдса (около 10), югда как при меньших числах Прандтля переход к турбулентному режиму теплопереноса наступает при числах Рейнольдса, примерно равных 300. На рис. 4 изображены зависимости NlJ(Re,, Рг , Ка) для различных веществ, характеризующихся малыми и большими значениями чисел Прандтля и Капицы. Эти зависимости построены иа основе экспериментальных данных, относящихся к таким условиям, в которых внешнее поверхностное трение отсутствует, т. е. параллельный пленке компонент скорости пара равен нулю. Если же конденсация происходит внутри вертикальной трубы, причем преимущественно в ее верхней части, то [c.95]

Уравнения (17) и (18) можно использовать до возникновения турбулентного течения. Относительно пленок, стекающих 1ЮД действием силы тяжести, существуют различные мнения о числе Не, определяющем возникновение турбулентности, Однако принято считать, что турбулентность начинает существенно влиять на коэ(1х )ицие11т теплоотдачи при конденсации при числах Не 1600- 1800 [И —15]. Ниже в расчетах используется нижнее значение. [c.342]

Корреляция для коэффициента теплоотдачи. Теперь рассмотрим корреляции для расчета коэффициента теплоотдачи от конденсатной пленки, содержащей две несмешивающиеся жидкие фазы, Прп конденсации на наружной поверхности можно использовать методы для горизонтальных и вертикальных труб. Однако они применимы только при ламинарном течеш-ш конденсата для случая турбулентного течения методы расчета и данные отсутствуют. [c.356]

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]

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]

Обзор теоретических и экспериментальных работ по турбулентному течению пленки конденсата при неподвижном паре, по теплообмену при пленочной и капельной Конденсации движущегося пара, а также работ, в которых вносятся поправки к выводам Нуссельта, содержится в монографии Подробное рассмотрение выводов Нуссельта можно найти в монографиях Гребера и Эрка, Михеева и др. [c.138]

Справедливость приведенных формул проверялась работами целого ряда исследователей, причем конденсация происходила как на внутренней, так и на наружной поверхности труб. Г. Н Кружи-лин указал, что Нуссельт не учел наличия инерционных сил. После учета этой поправки уравнение Нуссельта изменилось лишь незначительно. В области ламинарного движения пленки теория Нуссельта подтверждается опытом. С. С. Кутателадзе и А. Н. Шрен-целем были проведены опыты по конденсации водяного пара на вертикальных латунных трубах, причем проводилось визуальное наблюдение за тем, чтобы вся поверхность трубы была покрыта непрерывной пленкой конденсата. Полученные результаты приведены на фиг. 1. С. С. Кутателадзе объясняет увеличение значений коэффициента а по сравнению с расчетными переходом от ламинарного к турбулентному течению пленки. Несомненно, что переход к более высоким трубам приводит к возможности возникновения турбулентного течения пленки, что, в свою очередь, вызывает уменьшение ее термического сопротивления. По-видимому, это расхождение можно также объяснить соображениями П. Л. Капицы. П. Л. Капица показал, что при свободном течении пленки жидкости нужно учитывать силы поверхностного натяжения и что более устойчивым будет являться не ламинарное течение, а волновое. При таком течении эффективная теплопроводность пленки на 20% больше, чем при ламинарном течении. Эти соображения относятся только к конденсации на вертикальных трубах. [c.8]

Рис 12-7 Теплоотдача при пленочной конденсации неподвижного пара на вертикальной поверхностн прн смешанном (ламинарном и турбулентном) течении пленки конденсата [c.278]

Если поверхность конденсации имеет значительную высоту и количество образующегося конденсата велико, режим течения пленки конденсата перестает быть ламинарным, как это предполагал Нуссельт. Согласно Григуллю слой конденсата толщиной б станет турбулентным, если соответствующий ему критерий Рейнольдса достигнет величины [c.84]

Многочисленные опытные данные свидетельствуютотом, что скорость парового потока оказывает существенное влияние на интенсивность теплоотдачи при конденсации как при ламинарном, так и при турбулентном режиме течения пленки конденсата. Учет этого влияния представляет сложную задачу, решенную в настоящее время только для некоторых частных случаев. [c.133]

Опытные данные Кутателадзе и Консетова [88] по конденсации водяного пара высокого давления внутри вертикальных труб при больших плотностях теплового потока получены при, следующих режимных параметрах Рп=1,0- -9,0 МПа <7=116,3-7-1400 кВт/м перегрев пара 10—40 К переохлаждение конденсата 0—10 К относительное количество несконденсировавшегося пара (выпар) е = О-г 0,15. Эти опытные данные при турбулентном режиме течения пленки конденсата с погрешностью 20% обобщены следующим уравнением [c.141]

Теплоотдачу при конденсации пара, когда течение йленки конденсата в основном определяется динамическим воздействием со стороны парового потока, т. е. в условиях высоких скоростей пара и турбулентного режима течения конденсата на большей части длины трубы (за исключением начального участка), исследовали Бойко и Кружилин [36]. В результате теоретического исследования, основанного на аналогии Рейнольдса (аналогии между теплообменом и сопротивлением трения) авторы предложили полуэмпириче-скую формулу для расчета среднего коэффициента теплоотдачи [c.144]

При малых скоростях движения пара и смешанном течении пленки конденсата (вверху ламинарное, внизу турбулентное), Непл>ЮО и Рг конденсата, равном 0,6—5, значение а для конденсации на вертикальных трубах [УП-4] [c.581]

Ниже рассматривается качественно конденсация на вертикальной поверхности, которой в теплообменниках служит обычно вертикально расположенная труба. На рис. 1 показаны основные особенности конденсации на такой поверхиости при неподвижном паре, т. е. при незначительном сдвигающем усилии. Расход конденсата, текущего вниз, равен нулю в верхней части поверхности и с удалением от нее увеличивается по мере того, как накапливается конденсат. В верхней части поверхности существует область с очень малыми числами Re конденсата, где течение ламинарное и безволновое. В некоторой расположенной ниже по поверхности точке число Re достигает такого значения, при котором на границе раздела пар — жидкость образуются неустойчивости, приводящие к появлению волн на пленке. Еще ниже по поверхности число Re возрастает до значения, когда возникает турбулентность. В области ламинарного течения коэффициент теплоотдачи уменьшается с увеличением толщины конденсатной пленки, хотя в области волнового движения скорость уменьшения снижается вследствие перемешивающего эффекта волн. Тур- [c.340]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология