70.Критериальные зависимости для описания теплообмена при плёночной конденсации паров

В этом случае под действием силы тяжести пленка стекает вниз и при этом утолщается (рис.3.8).

Измерения свидетельствуют о том, что температура поверхности пленки конденсата, обращенная к пару, несколько меньше (для воды на 0,02-0,04^оС), чем температура сухого насыщенного пара над ней. Поэтому имеется разность парциальных давлений пара над пленкой конденсата и на удалении от нее в паровом пространстве, которая и является движущей силой процесса конденсации, так как она обеспечивает движение пара в сторону жидкой пленки.

При конденсации пара на поверхности жидкой пленки выделяется теплота парообразования, которая передается через нее к холодной поверхности и затем через твердую стенку к охлаждающей среде.

Сравнительный анализ показывает, что в указанной цепочке термических сопротивлений переносу тепла, выделившегося при конденсации пара, максимальным является термическое сопротивление пленки конденсата. Поэтому мы вправе записать следующую зависимость для расчета плотности теплового потока через пленку конденсата:

, (3.25) где - искомый коэффициент теплоотдачи при конденсации; - температура поверхности, на которой движется пленка конденсата; _f – коэффициент теплопроводности конденсата; - толщина пленки конденсата в произвольном сечении.

На основании (3.25) получаем возможность рассчитать локальный (местный) коэффициент теплоотдачи в процессе конденсации по формуле

, (3.26)

воспользоваться которой можно было бы при известной толщине пленки конденсата .

Таким образом, возникает вопрос о нахождении величины  в каждом поперечном сечении стекающей пленки. Впервые эту задачу поставил и решил В. Нуссельт в следующих упрощающих предположениях:

1. пар у холодной поверхности тела неподвижен;

2. пар у холодной поверхности тела является сухим насыщенным;

3. пленка конденсата стекает под действием взаимно уравновешивающихся силы тяжести и силы вязкостного трения;

4. инерционные силы малы, и течение пленки является ламинарным.