Tárgy 10 hőcserélő kondenzációs gőzzel
10.1 típusai kondenzációs egyensúlyi kondenzátum csepp a felszínen, a termikus ellenállás film kondenzációs - film és a csepegtető. kondenzátum vízjárás a filmben.
Arra utal, hogy az a folyamat, kondenzációs gőzfázisú átmenetet egy folyékony vagy szilárd állapotban. Amikor kondenzációs fázisátalakulási hőt termel. Kondenzáció akkor történik, lehűtése és (vagy) gőzkompressziós hőmérsékleten és nyomással, ahol a kondenzált fázisban sokkal stabilabb, mint gáz halmazállapotú. A gáz cseppfolyósodik, ha a hőmérséklet és a nyomás nagyobb, mint a kritikus értékeket egy adott anyagra. Vapor szublimált vagy a szilárd fázisú, ha a hőmérséklet és a nyomás alacsonyabb, mint a kritikus érték megfelel a hármas pont (ábra. 1).
a gőz lecsapódását a hő eltávolítása és feltételek
Kondenzáció léphet fel a hűtő felületén vagy az ömlesztett.
Ha ez az összeg a gőz lecsapódását molekulák esett a folyadék a gőz és a maradék ott Nl egységnyi idő kevesebb vagy egyenlő, mint a gőz mennyisége molekulák estek a felületen NGL folyadék. Egy mennyiséget Ng molekuláknak folyékony esik párban. Az arány az Nl és NGL
Ez a tartomány 0K1 úgynevezett kondenzációs együttható. Amikor K = 0 kondenzátum tömege állandó marad - a dinamikus egyensúly.
Kondenzáció a telített felületének a szilárd felületen történik alacsonyabb hőmérsékleten, mint a telítési hőmérséklet az adott nyomáson. A túlhevített gőz-ra hűtjük, TP = TH. majd csapódhat.
Ha kondenzátum nedvesíti a hőcserélő felületre, az első felület van kialakítva a vékony film folyékony, vannak ingadozások a film vastagsága. Ahogy kondenzátum lerakódás, a film vastagsága növekszik. A gravitációs mező terjed film. A folyamatos eljárásban, a tömeg a csökkenő folyadék tömege kondenzáló gőz feltöltik. Formation felületén a szilárd film nevezzük stabil kondenzátum film kondenzációs. A formáció a kondenzátum film a felületén létrehoz egy szignifikáns termikus ellenállása hőátadás a gőz a hidegebb falra.
Egy bizonyos kritikusan alacsony, a film vastagsága (a sorrendben mikron) egy nem-nedvesedési felületi film elszakad cseppecskékké. Cseppek képződnek közelében microroughness, felületi folytonossági, ahol a felületi feszültség hatnak hajlamos csökkenteni a cseppecskék felületén. Elnyeli a kondenzvíz cseppek nőnek. Ezek csúszhat a ferde felület alatt a gravitáció. A formáció új cseppek. Ezt a folyamatot nevezik cseppecske kondenzációs. Amikor a cseppenkénti kondenzáció, hiánya miatt a termikus ellenállás, folytonos folyékony film hőátadási tényező lehet a megnövekedett 5 - 10-szer, mint a film kondenzációval, amit figyelembe kell venni, amikor kiszámításakor teplotehnicheskom kondenzátorok.
Egyensúly kondenzációs cseppek felületén.
Kondenzáció cseppeket a szilárd felületen megy végbe a kölcsönhatás felületi feszültség
A feltétel az egyensúlyi cseppeket a felületen a egyenlőség a nyúlványok a R-tengely erő a pont (ábra 10.3):
Itt érintkezési szög:
A nem-nedvesítő folyadék kemény felületre S, = 180, és egy vékony film az adszorbeált gáz a felszín közelében S, körülbelül 0 = csak gáz érintkezésbe kerül a folyékony cseppek és az egyensúly nem áll fenn. 0 ° C <90 о имеется частичное смачивание, а при 90 о <180 о частичное несмачивание.
Hőállóság kondenzációval a felületen.
Az intenzitás a kondenzációs (látható) gőzből a cseppfolyós lehet becsülni a kinetikai elmélet reprezentációk egy ideális gáz [1,2].
ahol Tn. Pn - gőzhőmérséklet és a gőznyomás ezen a hőmérsékleten. Tpov. Rpov - páralecsapódás a felületi hőmérséklet és a telítési gőznyomás ezen a hőmérsékleten. Rp - gázállandó pár, K - empirikus együttható páralecsapódás.
Termikus ellenállás R hőátadás a gőz segítségével a kondenzátum film vastagsága két összetevőből áll:
ahol
A hőt a fázisátalakulás egyenlő:
ahol R, (J / kg) - specifikus kondenzációs hő száraz telített gőz. Ezután (4) és (6) kapjuk:
Ezekből képletek, ebből következik, hogy a termikus ellenállás a fázishatáron függ a fajok és a gőznyomás, kondenzációs arány és hőmérsékleti körülmények között. ha K <1 возникает разность температур Тп - Тпов (рис.10.4). Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации
,
ahol
kondenzátum vízhozama a filmben.
Amikor a kondenzátum áramlási a felszín közelében a gravitációs mezőben lehet lamináris, átmeneti, és turbulens rezsimek. Az átmenet egyik rendszerről a másik függ Reynolds szám:
ahol
Amikor Re Rekr1 kondenzációs a film támaszkodik lamináris tartományban Rekr1 Re Rekr2 átmeneti áramlási rendszer, a felületi hullám szerkezet figyelhető meg, „átvitelének” zónák turbulencia és a lamináris áramlású régiók. Amikor Re> Rekr2 a viharos. Elhanyagolása tranziens jellemzők, úgy véljük, hogy az átmenetet a lamináris áramlás turbulenssé a kondenzátum film, ha a szám a Re = Rekr. amely tartományban Rekr = 60-500. Amikor páralecsapódás a függőleges falra különösen figyelembe Rekr 400.
Véletlen áramlási zavarok eredményezheti megjelenése hullámok a felszínen a kondenzátum film. Ez a jelenség határozza meg az egyensúlyt a felületi feszültség, viszkozitás, tehetetlenségi és nehézségi erők. A maximális sebesség figyelhető meg a tetején a hullám. A kis számok Rekr1ReRevoln. A kondenzátum felmerülő perturbáció terjednek downstream hullám és stabil filmet szerkezet alakul ki. Amikor RevolnReRekr2 folyamatos hullám módban. A film kondenzátum folyik le a függőleges felület alatt a gravitáció, a következő képlet segítségével:
Különösen, amikor a vízgőz lecsapódása hőmérsékleten Tc = 288 K, Revoln 5.0.
Gondos megszüntetése zavarokat a kísérletekben, a lehetőséget a film flow átmenet lamináris a turbulens rendszer megkerülésével mód felületi hullám szerkezet alá kondenzátum film.
A hőáramsűrűség ha csöpög film.
A hőáram q, (W / m 2) alatti a kondenzációs száraz telített gőz viszonya határozza meg (6). A hőátadási sebesség alatt a film kondenzáció befolyásolja a sebességet és a mozgási irányát a gőz, szennyeződések, gőznyomás, viszkozitása és sűrűsége a kondenzátum, alakját és elhelyezkedését a kondenzációs felületre. A tömegáram a kondenzátum keresztmetszeti x (ris.10.5) a függőleges kondenzációs felület:
ahol
A [0, x] kondenzáljuk egy második G, (kg / s) és a hőkapacitása a kondenzátum vezetjük:
ahol
ahol G = JGL f - tömegárama gőz kondenzációs felületén F = x ∙ ÍZ, és átfolyik a keresztmetszet δ (x), ÍZ.
Összehasonlítása képletekben (13) és (12) megkapjuk
Kondenzátum átlagsebesség a szakasz x:
Az átlagos sebessége a gőz, hogy egy fal a kapcsolatok (10.10) - (10,13)
Például jelentős hőáram q = 1.210 3 (kW / m 2) a vízgőz lecsapódása standard körülmények között
A falrésze a kondenzátum [x, x + dx] változását áramlási
Helyi, az egységhez képest területe a hőáram intervallumban [x, x + dx] formájában van
Egyenlet (10,19) meghatározza helyi hőáramot kondenzálással a felületen egy ismert sebességterének
