39. Теплоотдача при капельной конденсации пара.

Если конденсат не смачивает поверхность охлаждения, то конденсация пара приобретает капельный характер. На поверхности образуются и растут отдельные капли конденсата. Скоростная киносъемка показывает, что рост возникающих капелек в начальный период идет с очень высокой скоростью. Затем по мере увеличения размера капель скорость их роста постепенно снижается. При этом одновременно наблюдается непрерывно идущий процесс взаимного слияния капель. В итоге, когда отдельные капли достигают размера примерно одного или нескольких миллиметров, они скатываются с поверхности под влиянием силы тяжести. Общая плотность капель на поверхности конденсации увеличивается по мере возрастания температурного напора ∆t= ts—tc. Наблюдения показывают, что при малых ∆t капельки конденсата зарождаются в основном на разного рода микроуглублениях и других элементах неоднородности поверхности (причем в первую очередь на тех, для которых локальные условия смачивания и работа адгезии имеют повышенное значение). При увеличении ∆t на поверхности конденсации может возникать, кроме того, очень тонкая (около 1 мкм и менее) неустойчивая жидкостная пленка. Она непрерывно разрывается, стягиваясь во все новые капельки, и восстанавливается вновь. При этом число капель на поверхности резко увеличивается. Следует обратить внимание на то, что коэффициенты теплоотдачи при капельной конденсации имеют очень высокие значения. При капельной конденсации пара на поверхности пучка горизонтальных труб скатывание капель с трубы на трубу, как показывают опытные данные, приводит к некоторому снижению интенсивности теплоотдачи. Однако это снижение обычно не превышает 10— 15%. Опыты показывают также, что из-за очень высокой интенсивности теплоотдача при капельной конденсации весьма чувствительна даже к ничтожным примесям в паре неконденсирующихся газов (воздуха).

40,46.Теплообменные аппараты, расчёт конечных температур рабочих сред.

Теплообменным аппаратом называется устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и смесительные. Рекуперативными называются такие аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую их стенку. Примером таких аппаратов являются парогенераторы, подогреватели, конденсаторы и т. п. Регенеративными называются такие аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При протекании горячей жидкости теплота воспринимается стенками аппарата и в них аккумулируется, при протекании холодной жидкости эта аккумулированная теплота ею воспринимается. Примером таких аппаратов являются регенераторы мартеновских и стеклоплавильных печей, воздухоподогреватели доменных печей и др. В рекуперативных и регенеративных аппаратах процесс пере- передачи теплоты неизбежно связан с поверхностью твердого тела. Поэтому такие аппараты называются также поверхностными. В смесительных аппаратах процесс теплопередачи происходит путем непосредственного соприкосновения и смешения горячего и холодного теплоносителей. В этом случае теплопередача протекает одновременно с материальным обменом. Примером таких теплообменников являются башенные охладители (градирни), скрубберы и др. Расчет конечной температуры рабочих жидкостей. При решении такой задачи известными являются следующие величины: площадь поверхности нагрева F, коэффициент теплопередачи, величины W1 и W2 и начальные температуры t’1 и t'2 а искомыми: конечные температуры t’’1 и t’’2 и количество переданной теплоты Q. Количество теплоты, отдаваемое горячей жидкостью: Q=W1(t’1-t’’1). Соответственно для холодной жидкости: Q=W2(t’’2-t’2). Q=kF∆t следовательно Q= . Зная количество переданной теплоты легко определить и конечные температуры рабочих жидкостей. Прямоток.∆t1=t’1-t’’1=(t’1-t’2) =(t’1-t’2)П. Последнее уравнение показывает,что изменение температуры горячей жидкости ∆t1 равно некоторой доле П располагаемого начального температурного напора t’1-t’2; эта доля зависит только от двух безразмерных параметров W1/W2 и kF/W1. Изменения температуры холодной жидкости: ∆t2=t’’2-t’2=(t’1-t’2)W1/W2 =(t’1-t’2)W1/W2П. Определив изменения температур рабочих жидкостей и зная их начальные температуры, легко определить конечные: t’’1=t’1-∆t1 и t’’2=t’2+∆t2 Количество теплоты, передаваемой через поверхность теплообмена: Q_п=W1∆t1=W1(t’1-t’2)П .

Противоток. .∆t1=t’1-t’’1=(t’1-t’2) =(t’1-t’2)Z ;∆t2=t’’2-t’2=(t’1-t’2)W1/W2 =(t’1-t’2)W1/W2Z ; Q_z=W1∆t1=W1(t’1-t’2)Z .