Конденсация неподвижного пара

ПАРА

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ПЛЕНОЧНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ЧИСТОГО

Лекция №17

Свободная конвекция в ограниченном объеме

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ

Лекция №16

Теплообмен в узких щелях, плоских и кольцевых каналах и про­слойках приближенно можно определить:

при — по формулам теплопроводности;

при — по формуле

. (174) Определяющий размер — ширина щели или зазора ; определяющая температура , где и — температура стенок щели или зазора.

Конденсация — процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое — происходит при соприкосновении пара со стенкой, имеющей температуру ,более низкую, чем температура насыщения , и сопровождается выделением теплоты. На смачиваемой поверхности стенки конденсат образует сплошную пленку (пленочная конденсация). Движение пленки конденсата может быть ламинарным и турбулентным. При стекании ламинарной пленки с вертикальной поверхности наблюдается волновое течение конденсата, что способствует повышению интенсивности теплоотдачи.

При ламинарном течении пленки конденсата в условиях ; и средний по высоте коэффициент теплоотдачи для вертикальной поверхности высотой Н определяется формулой

; (175)

приведенная длина

; (176)

здесь — поправка на переменность физических свойств конденсата; и — теплопроводность и динамическая вязкость конденсата, определяются по средней температуре стенки; , , , , — соответственно теплопроводность, динамическая и Кинематическая вязкости, плотности и массовая теплоемкость конденсата, определяются по температуре насыщения ; и r— плотность насыщенного пара и теплота парообразования при ;g— ускорение свободного падения.

Для случая конденсации водяного пара формулы (175) и (176) могут быть преобразованы для удобства пользования:

; (177)

, (178) где D и А выбираются из табл. 14 приложения по .

Средний по окружности горизонтальной трубы коэффициент теплоотдачи (труба с наружным диаметром d, ламинарный режим — )

. (179)

Обозначения те же, что для формулы (175). Формула (179) применяет­ся при , где — коэффициент поверхностного натя­жения.

Для случая конденсации водяного пара формула (179) может быть преобразована:

, (180) где М выбирается из табл. 14 приложения по .

При Z>2300 на вертикальных поверхностях наблюдается комбини­рованное течение пленки конденсата: на начальном участке — ламинар­ное течение, а далее — турбулентное. Переход ламинарного режима в турбулентный происходит на высоте от верхней кромки стекаю­щей конденсатной пленки

. (181)

Для случая конденсации водяного пара формула (181) может быть преобразована:

, (182)где A выбирается из табл. 14 приложения по .

При комбинированном течении пленки конденсата на вертикальной поверхности средний по высоте Н коэффициент теплоотдачи

, (183) где , — значения чисел Прандтля для конденсата, определяются соответственно по температурам и . Если обозначить , то для расчета конденсации водяного пара Е можно выбрать из табл. 14 приложения по .

Если конденсируется перегретый пар, то коэффициент теплоотдачи приближенно можно определить по вышеприведенным формулам с заменой теплоты парообразования rвеличиной ,

где и — соответственно изобарная теплоемкость и температура перегретого пара.

Если конденсируется влажный пар со степенью сухости x,то в формулы (175) — (183) вместо rподставляется xr.

Количество пара G, кг/с, конденсирующегося на поверхности F, м², трубы, находится из формулы теплового баланса

. (184)

Толщина пленки конденсата и местный коэффициент теплоотдачи на расстоянии xот верхнего конца вертикальной поверхности при ламинарном режиме течения конденсата определяются по формулам

; (185)

, (186) где , , — теплопроводность, динамическая вязкость и плотность конденсата, определяются по температуре ; r— теплота парообразования, определяется по температуре .

Дата добавления: 2014-11-08