Конденсация в ламинарном потоке конденсата

Теплоотдача может осуществляться при движении потока а) вынужденном, турбулентном (так называемая вынужденная конвекция), ламинарном, переходном б) свободном, гравитационном, турбулентном, ламинарном, гравитационном конденсате (конденсация) при естественной конвекции свободном кипении (испарение) в) смешанном. [c.141]

Вопрос о влиянии скорости пара на теплообмен при конденсации на вертикальной охлаждаемой стенке впервые теоретически был исследован Нуссельтом. Задачу решали для случая ламинарного течения пленки конденсата в предположении постоянства скорости парового потока вдоль поверхности конденсации, что позволило пренебречь падением давления на поверхности и внутри слоя пленки, а также изменением касательного напряжения трения на границе раздела фаз в направлении парового потока. При выводе расчетных зависимостей Нуссельт исходил также из постоянства коэффициента трения между паром и пленкой конденсата (С/п = 0,00515) и не учитывал влияние поперечного потока массы-конденсирующегося пара на изменение касательного напряжения. В результате была получена следующая зависимость для отношения коэффициентов теплоотдачи при движущемся и неподвижном паре [c.133]

С. Наружная поверхность горизонтальных и наклонных труб. Ламинарный поток конденсата на одиночной трубе без сдвигающего усилия пара. Нуссельт [1] был первым исследователем проблемы конденсации на горизонтальной труСе им получена следующая формула для среднего по периметру трубы коэффициента теплоотдачи [c.345]

Распределение скоростей в падающей пленке жидкости (без волнообразования) приведено на рис. 1.36. Еще Нуссельт показал, что максимальная скорость потока конденсата, образующегося при конденсации пара, наблюдается на поверхности пленки, а средняя скорость в 1,5 раза меньше максимальной. Это соотношение справедливо при ламинарном течении пленки, т. е. при Не л <20. [c.61]

Теоретические зависимости для ламинарного течения конденсата. Теоретические зависимости для определения коэффициента теплоотдачи между чистым насыщенным паром и более холодной поверхностью были выведены в 1916 г. Нуссельтом [85]. Было принято, что по всей толщине сплошной пленки конденсата, докрывающей охлаждаемую поверхность, существует ламинарное движение. Далее, при выводе изложенных ниже простых уравнений, было принято, что поток конденсата у поверхности обусловлен только силой тяжести. Таким образом, игнорируется возможное влияние скорости пара на толщину пленки конденсата. Пользуясь определением вязкости и допустив, что скорость конденсата у стенки равна нулю, а максимальная скорость имеет место на поверхности раздела жидкость — пар, получили теоретические уравнения для толщины пленки конденсата в данной точке поверхности. После этого можно рассчитать локальный коэффициент теплоотдачи, если предположить, что все тепловое сопротивление оказывает только пленка конденсата через которую проводится скрытое тепло конденсации, и пренебречь охлаждением самого конденсата. Полагая, что разность температур между паром и стенкой во всех точках постоянна, получим уравнения для средних коэффициентов теплоотдачи, включающие коэффициент теплопроводности, вязкость И плотность конденсата, разность температур между паром и стенкой и некоторые размеры аппарата. [c.448]

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]

Пары хладоагента могут конденсироваться на стенке охлаждаемой поверхности в виде отдельных капель или в виде сплошной пленки жидкости (капельная и пленочная конденсация). В конденсаторе холодильной машины, как правило, имеет место пленочная конденсация. Интенсивность теплообмена при пленочной конденсации определяется в основном термическим сопротивлением образующейся пленки конденсата и характером ее движения, которое зависит от физических свойств жидкости и величины теплового потока. Режим стекания пленки может быть ламинарным и турбулентным. Ниже рассмотрены более подробно основные типы применяемых конденсаторов. [c.101]

Изложены результаты экспериментального исследования теплоотдачи при конденсации водяного пара давлением 0.8—7 МПа внутри вертикальных труб длиной 1.5—3 м и диаметром 10 и 20 мм. Опыты проведены как в области ламинарного течения пленки, так и турбулентного при одновременном воздействии спутного потока пара. Установлено, что критическое значение числа Рейнольдса пленки, при котором осуществляется переход от ламинарного к турбулентному режиму течения, возрастает с ростом давления. Получено выражение для расчета критического значения числа Рейнольдса пленки конденсата. Опытные данные как в области ламинарного течения пленки, так и турбулентного (0.3 < А < 4000) обобщаются единой зависимостью. Лит. — 16 назв., ил. — 8, табл. — 1. [c.214]

К числу первых работ по определению механизма течения жидких пленок относится работа Нуссельта [12]. Нуссельт исследовал пленочное течение в связи с проводимыми им исследованиями процесса теплопередачи при конденсации пара. Он экспериментально установил, что движение пленки конденсата по вертикальной стенке характеризуется ламинарным режимом, и показал, что максимальная скорость потока наблюдается на поверхности пленки, а средняя скорость в [c.71]

Схема расчета конденсации в жидкое состояние, предложенная Нуссельтом, заключается в следующем. Все тепло, выделившееся при конденсации пара, должно пройти к стенке через пленку конденсата (фиг. 37). Температура с одной стороны пленки принимается в первом приближении равной температуре насыщенного пара с другой стороны пленки — равной температуре стенки Если течение пленки ламинарное, то тепло через пленку переносится только теплопроводностью и удельный тепловой поток, согласно уравнению Фурье, [c.110]

Одним из первых ученых, изучавших пленочное течение, был Нуссельт. Исследуя теплопередачу при конденсации пара, он экспериментально установил, что движение пленки конденсата по вертикальной стенке характеризуется ламинарным режимом, и показал, что максимальная скорость потока наблюдается на поверхности пленки, а средняя скорость в 1,5 раза меньше максимальной. Для определения средней толщины пленки Нуссельт применил уравнение Навье—Стокса в условиях установившегося одномерного потока. Этот вывод является классическим. [c.72]

КОСТИ х- И пара при постоянном полном давлении р. Существуют два предельных случая. Если температура охлаждающей стенки очень близка к температуре росы, что означает малую скорость конденсации, то процесс конденсации является почти изотермическим и мольная доля жидкости находится в изотермическом равновесии с мольной долей пара 1х1=х (ух)]. Если же температура стенки Тщ, намного меньше температуры росы Тчто означает большую скорость конденсации, то температура конденсата может быть близка к температуре кипения Т . При этом мольная доля жидкости практически равна мольной доле пара Х1=у1. В предположении о ламинарном характере течения в жидкой и паровой пленках на рис. 5 показаны профили температуры и концентрации для каждого из этих предельных случаев. Уравнения для потоков в паровой фазе для бинарной смеси имеют вид [c.92]

Коэффициенты теплоотдачи. Основным препятствием теплообмену из входном участке конденсатора, заполненном паром, обычно является пленка жидкости, покрывающая поверхность охлаждения, так как температура пленки на поверхности раздела жидкость — пар практически равна температуре конденсации при существующем давлении. Основная проблема при проектировании конденсатора связана с обеспечением оттока жидкости от иоверхности, чтобы толщина пленки и, следовательно, сопротивление тепловому потоку были минимальными. В любом выбранном случае толщина жидкой пленки зависит от геометрической формы поверхности, вязкости, плотности жидкости и массовой ско])ости оттока конденсата от поверхности охлаждения. Суммарный тепловой поток зависит от плотности теплового гютока и скрытой теплоты конденсации пара. Исходя из основных соотношений теплообмена и гидродинамики, можно вывести выражение для среднего эффективного коэффициента теплоотдачи для вертикальных труб, с которых конденсат стекает в виде ламинарного потока л<идкостн. Это выражение при 4Ш7яОп и. < 2000 имеет вид [c.67]

Формулы Нуссельта для коэффициентов теплоотдачи при копденсации паров. Рассмотрим ламинарную пленку конденсата, стекающую вниз по вертикальной стенке (см. рис. 13-14), и предположим, что эта пленка оказывает основное сопротивление теплопереносу от пара к стенке. Кроме того, примем следу-юпще допущения 1) силы трения между жидкостью и паром существенно не влияют на распределение скоростей в пленке 2) характеристические значения физических параметров пленки отвечают температуре, равной среднему арифметическому от температур пара и охлаждающей поверхности, причем температуру последней можно считать постоянной 3) инерционными членами в уравнении движения пленки можно пренебречь по сравнению с членами, описывающими действие гравитационных и вязких сил 4) эффект изменения энтальпии внутри пленки конденсата пренебрежимо мал в сопоставлении с эффектом переноса теплоты конденсации 5) тепловой поток во всех точках строго перпендикулярен поверхности стенки. В рамках перечисленных допущений предлагается выполнить указанные ниже операции. [c.398]

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]

При коидеиеации смеси паров несмешивающихся жидкостей возникают режимы течения конденсата, существенно отличные от ламинарных пленок, образуемых часто при конденсации чистых паров или смесей паров смешивающихся жидкостей. Режимы течения конденсата сложны настолько, что строгое гидродинамическое моделирование потоков несмешивающихся конденсатов пока не осуществлено. Однако некоторые исследователи представили эмпирические или полу эмпирические уравнения, описывающие их экспериментальные данные. [c.355]

Задача о теплообмене при п л е-н очной коидеисации пара внутри гори i о н т а л ь. и ой труб ы до настоящего времени теоретически не решена. Поэтому ниже рассматриваются только экспериментальные работы, в которых течение пленки конденсата рассматривается ламинарным. П. Ф. Кар-нилович и С. С. Кутателадзе Л. 39] провели опыты по теплообмену при конденсации водяного пара внутри горизонтальных латунных и стальных труб в диапазоне изменений дав-.iL HiHt р=1—3,25 ата, тенло-вых нагрузок q = ==8 000—135 600 ккал м ч и линейных скоростей пара гг)"=-0,612—13,52 м/сек. Было установлено, что с увеличением теплового потока ij коэффициенты теплоотдачи возрастали. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология