Оглавление:
Теплоотдача при конденсации
- Конденсация происходит, когда пар вступает в контакт со стенкой при температуре ниже температуры насыщения. Конденсат осядет на стенках в виде капель или пленок. То есть конденсация имеет свойства капель или пленок. Возможный. Конденсация, когда часть поверхности покрыта пленкой, а часть ее покрыта каплями конденсированной воды. Чаще всего конденсация пленки происходит в технических устройствах. Конденсация капель наблюдается только тогда, когда жидкость не смачивает поверхность. Тепло, выделяющееся при конденсации, передается холоду surface. In при конденсации пленки пар отделяется от стенки слоем конденсата, что создает ярко выраженное тепловое сопротивление теплу flow.
В случае капельной конденсации возможен прямой контакт стенок с паром, поэтому теплообмен протекает во много раз интенсивнее, чем в случае пленочной конденсации. На рис. 12.5 показано, что температурное поле при пленочной конденсации перегретого пара вблизи вертикальной стенки и движении вдоль пленки имеют ламинарный характер characteristics. As вы можете видеть, что температура поверхности конденсата немного ниже, чем у насыщенного пара. Для атмосферного водяного пара эта разница составляет 0,02-0,05 Э. Течение ламинарной пленки наблюдается только сверху Вертикальная стена.
В качестве первого приближения можно использовать результат вычислений по формуле (8-7), хотя значение критерия Прандтля для воздуха равно 0,72. Людмила Фирмаль
Затем на поверхности пленки появляются микроволны, что уменьшает среднюю толщину пленки и ее тепловое сопротивление. Однако сама пленка остается слоистой с определенной площадью поверхности. При дополнительном увеличении толщины микроворсинок появляется турбулентная пульсация, течение в пленке становится турбулентным. Во-первых, рассмотрим теплообмен при конденсации насыщенного пара и ламинарное течение пленки. Запишите тепловую нагрузку приблизительно по формуле теплопроводности, игнорируя конвективный перенос тепла в пленке. На основе формулы Ньютона год。）»、-、（»= Здесь 6-толщина пленки. А. — теплопроводность конденсата; и-коэффициент теплопередачи. Так…
Из этой формулы видно, что уменьшение толщины пленки конденсата может служить средством повышения теплоотдачи. Например, если крышку слива конденсата поместить в вертикальную трубу через каждые 10 см, то коэффициент теплопередачи будет в 2-3 раза выше. Расчетная формула для определения коэффициента теплопередачи при движении слоя пленки может быть получена как теоретически, так и экспериментально. Теоретическое решение этой задачи основано на определении толщины пленки из равновесного состояния трения, силы тяжести, поверхностного натяжения и сил инерции основного объема конденсата, а также коэффициента теплопередачи в уравнении (12.8).
В 1916 году пуссер был первым, кто получил такое решение для ламинарной пленки. Локальные и средние коэффициенты теплопередачи при конденсации стационарного насыщенного пара, обнаруженные на основе теории вертикальных стенок нуссельта, определяются по следующей формуле: — МЕВ |12⁹> 5 = 0.943(12.10） Это и есть ускорение силы тяжести. p, K, c-плотность конденсата, теплопроводность и динамический коэффициент вязкости; g-теплота испарения. x-расстояние до рассматриваемого участка (рис. 12.5). к-высота стены. П. Л. Капица показал, что средний коэффициент теплопередачи за счет образования волн увеличивается на 21% по сравнению со значениями, рассчитанными по формуле Нуссельта.
- С этой модификацией, теоретическая формула хорошо согласуется с экспериментом. Уравнение для среднего коэффициента теплопередачи горизонтальной трубы, полученное на основе теории нуссельта, имеет вид、 / 12 «’где 1-наружный диаметр трубы. Физические параметры конденсата формулы (12.9), (12.11) рекомендуется подбирать по температуре Режим течения пленки можно оценить по числу Рейнольдса, выраженному через среднюю скорость жидкости и среднюю толщину пленки 6 Ке₄= -^. (12.12） В стационарном режиме теплопередачи конденсирующаяся теплота равна теплу, передаваемому wall.
Если это поверхность высотой x и шириной 1 м, то можно записать: (12.13） Подставляя значение b в Формулу (12.13) в соотношение (12.12), получаем: В Ке> 400, поток фильмов является турбулентным. Методика расчета теплопередачи в этих условиях была рассмотрена в статье 19. Шероховатость поверхности снижает скорость пленки и ухудшает коэффициент теплопередачи. Влияние перегрева пара на коэффициент теплопередачи невелико. Если для расчета теплопередачи в условиях конденсации перегретого пара вместо испарительной теплоты r используется формула (12.9)-(12.11), то следует заменить R4-Д (где перегретая теплота пара (Дг= -/*)).
Если необходимо уменьшить вес и габариты котла путем ускорения прохождения горячих газов через котел, этого следует достигать использованием дешевых источников энергии. Людмила Фирмаль
Если пар содержит примеси неконденсирующихся газов, то эти газы накапливаются вблизи поверхности охлаждения, резко ухудшая коэффициент теплопередачи. Именно поэтому, за счет 2% содержания воздуха в паре, коэффициент теплопередачи снижается на 3. Средний коэффициент теплоотдачи поверхности зависит от ее формы и взаимного расположения элементов. Коэффициент теплопередачи 1 горизонтальной трубы больше, чем коэффициент теплопередачи вертикальной трубы. При расположении многорядных горизонтальных труб коэффициент теплопередачи в нижнем ряду значительно снижается за счет конденсации из верхнего. Принудительное движение пара влияет на величину коэффициента теплопередачи.
За счет нисходящего движения пара вдоль вертикальной плоскости увеличивается расход пленки, уменьшается ее толщина, увеличивается коэффициент теплопередачи. Если направление движения пара и пленки противоположно, то при малой скорости пар замедляет пленку и ухудшает теплообмен, но далее, при увеличении скорости, пленка обдувается паром, что увеличивает теплообмен coefficient. As давление увеличивается, влияние скорости пара возрастает до коэффициента теплопередачи при конденсации. С гораздо более сложным механизмом, тепло передается во время конденсации паров, движущихся через pipes. In в этом случае 2 потока происходят в pipe. It идет поток пара и конденсата.
Взаимное влияние зависит от направления его движения и скорости движения объекта. Steam. In вертикальное положение трубы, эти направления могут быть такими же или opposite. In горизонтальное положение трубы, движение конденсата могут определяться только взаимодействием с потоком пара, силой тяжести или одновременным воздействием этих факторов. Скорость уменьшается, когда пар движется по трубам. Когда пар полностью конденсируется, скорость выхода уменьшается до нуля. Область течения пара является ламинарной или турбулентной, турбулентность обусловлена уменьшением скорости Бывают ламинарные и турбулентные ситуации.
Сложность явления и разнообразие возможных ситуаций помешали нам получить полное решение этой проблемы. Но、 Е. П. Ананьев, Г. Н. Кружилин и Л. Д. Бойко предложили теоретическую формулу, основанную на соотношении трения и теплопередачи по режиму течения пленки конденсата в условиях, в которых движение пленки определяется взаимодействием с движущимся паром. Для местного коэффициента теплопередачи (12.14） Где см массовый расход смеси. Р ’и Р * — плотность жидкости и пара; х-массовое содержание пара в целевом сечении. 1 и с-Коэффициент теплопроводности и динамической вязкости жидкости.
Смотрите также:
| Теплоотдача при кипении в большом объеме | Теплоотдача при подводе инородного газа в пограничный слой |
| Теплоотдача при кипении в условиях движения жидкости по трубам | Радиационные характеристики тел |
