Теплоотдача при конденсации

11 на тему:
По дисциплине «Тепломассообмен»

, то он конденсируется, отдавая поверхности выделяющеюся при конденсации теплоту

парообразования r.
Существует 2 вида конденсации:
Капельная – конденсат осаждается в виде отдельных капель;
Пленочная – когда на поверхности образуется сплошная пленка ж.(рис.).

Рис. Пленочная конденсация пара

выше, чем при пленочной, так как пленка конденсата имеет большое

термическое сопротивление при передаче теплоты от пара к стенке.
Капельная конденсация происходит в тех случаях, если ж, не смачивает поверхность теплообмена. Она может быть вызвана искусственно с помощью специальный веществ: лиофобизаторов (для водяного пара – гидрофобизаторов). При установившейся работе конденсационных устройств, конденсат, как правило, смачивает поверхность теплообмена, и в них происходит плёночная конденсация.

мала и её режим течения ламинарный. Количество стекающего по стенке

конденсата постепенно увеличивается, и толщина пленки δ возрастает. На поверхности плёнки возникают капиллярные волны, уменьшающие её среднюю δ.

, где λ – теплопроводность конденсата.

С другой стороны:

Из сравнения двух уравнений, получим: !
То есть чем больше δ, тем меньше α и наоборот!

поверхности в единицу времени, получается, если q разделить на r:

Для влажного пара вместо r надо подставлять rx.

Формула для толщины пленки:

Переход от ламинарного течения пленки конденсата к турбулентному определяется критерием: ,
где – средняя скорость плёнки в рассматриваемом сечении. Здесь в качестве линейного размера принят эквивалентный диаметр пленки

стенки при её ширине b определяется:

.
Количество переданной на этом участке теплоты:
или .
Учитывая выражения для G и приравнивая Q, получаем:


Таким образом, число Re помимо гидродинамического критерия становится еще и безразмерной характеристикой интенсивности теплообмена. Из опытных данных, что при конденсации неподвижного пара на вертикальной поверхности, наиболее вероятное значение . Интенсивность теплообмена при конденсации определяется термическим сопротивлением плёнки конденсата. Перпендикулярно ламинарно текущей плёнке теплота передается теплопроводностью, через текущую турбулентно – ещё и турбулентными пульсациями.

для ламинарного режима течения плёнки конденсата на вертикальной поверхности и

вертикальных трубах – средний по длине α определяется:



где - приведенная высота вертикальной
поверхности;
- температурный напор;


Формула справедлива при Re < Reкр ≤ 1600, тогда Zкр = 2300.

вертикальной поверхности в случае Re > Reкр , учитывая, что

в верхней ее части течение плёнки ламинарное, а в нижней – турбулентное, то:

,
где Prж и Prc - значения числа Pr для конденсата при tн и tс .
При пленочной конденсации сухого насыщенного пара на горизонтальных трубах средний по периметру коэффициент α :

<—>

где ; ,

R – радиус трубы; определяющая температура - tн

и

- в зависимости от tн
приводится в таблицах!

определяется термическим сопротивлением пленки конденсата, а она книзу утолщается =>

α уменьшается;
Поэтому на вертикальных трубах по их высоте устанавливают конденсатоотводящие колпачки. При горизонтальном расположении труб промежуточный отвод конденсата достигается с помощью специальных наклонных перегородок.

в паре (воздух, например), так как протекающий к поверхности вместе

с паром газ остается у стенки в виде газового слоя, через который затрудняется доступ пара к поверхности. Поэтому для устранения воздуха из пара в промышленных конденсаторах установлен воздухо-отсасывающие насосы.
Так как теплоотдача при конденсации достаточно высока, то основное внимание необходимо уделять профилактическим мерам против её понижения за счет наличия воздуха в паре, неправильного отвода конденсата, отложений на поверхности накипи, масла и других загрязнений