ЛР / ЛР5 Конденсатор / Презентация Теплообмен при фазовом переходе
.pdfТеплообмен при фазовом переходе
Особенность – постоянство температуры теплоносителя (конденсация, кипение, кристаллизация)
Теплоотдача при фазовых переходах
Закон Ньютона-Рихмана
Q tс tж F ,
α = f[вид фазового перехода, режим движения (w), перепад температур t), свойства жидкости (ν, ρ, λ,), форма, размеры (ℓ) тела и расположение в пространстве, состояние поверхности теплообмена].
БАЛАНС ТЕПЛОТЫ В ТА
Конденсатор
t 0; |
|
|
|
Q1 G1 r1 (x1 |
x2 ); |
Q2 G2 cpm2 |
|
. |
(34) |
||||||||||||||||||
|
1 |
|
1 |
t |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
1 2 |
2 1 |
|
|||||||||||
m |
t |
|
|
|
|
m |
t |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
(35) |
||||||||||
|
|
|
t1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
t1 2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
t2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 1 |
|
|
|
||||||||||||||
|
m |
|
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
(36) |
|||||||
|
ln |
t |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
ln |
t |
2 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
t 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
1 |
|
|
|
Испаритель
|
0; |
Q1 G1 cpm1 |
t; Q2 |
G2 |
|
r2 |
(x2 |
x1 ). |
(37) |
|||||||||||||||||
m |
|
|
t1 1 |
t2 2 |
m |
|
t1 2 |
t2 1 |
(38) |
|||||||||||||||||
|
ln |
t1 1 |
|
|
ln |
t1 |
2 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
t2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
m |
t1 t2 |
|
|
m |
|
t1 |
|
t2 |
|
|
(39) |
|||||||||||||
|
|
ln |
t1 |
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
t1 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конденсатор - испаритель
t |
|
0; |
|
|
Q1 G1 |
r1 |
( x1 |
x2 ); Q2 |
|
G2 |
|
r2 ( x2 |
x1 ) . |
(40) |
||||||||||
m |
t1 1 t |
2 2 |
|
|
|
|
|
t1 2 t2 1 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ln |
t1 1 |
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
t1 |
2 |
|
|
|
(41) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
|
||||||||||||
|
|
|
t2 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 1 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
t1 |
t2 2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
m |
|
|
|
m |
t1 t2 1 2 |
|
|
(42) |
||||||||||||||||
|
|
t1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
ln |
|
|
|
|
|
|
ln |
t1 2 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
t2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
2 1 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m mа |
t |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(43) |
Теплообмен при конденсации чистого пара
Основное условие конденсации tс < ts < tкр .
В зависимости от состояния поверхности стенки конденсат может принимать форму капель или пленки.
Конденсация пара бывает капельной и пленочной.
Капельная конденсация происходит в условиях естественного движения, когда конденсат не смачивает поверхности стенки. Это обычно наблюдается на поверхности стенок, покрытых тонким слоем масла, нефтепродуктов и т.п.
Теплообмен при кипении чистой жидкости
t = tс – ts
ℓ(d, h), ts.
Пузырьковое кипение 4,38 q 0,7 p 0,15 ; 106 t 2 ,33 p 0,5 .
Кипящая жидкость движется в трубе
При |
q |
2 |
q , при |
|
w |
2 |
w , |
|
(4 w |
q ) |
w . |
|||
|
|
|
(5 w |
q ) |
||||||||||
|
w |
|
q |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Пленочное кипение |
|
С 4 |
λ3п r ρп |
ρж ρп g |
. |
|
||||||||
|
п |
t |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(47)
(48)
(49)
Частные случаи теплопередачи для конденсаторов
Q1 Q2 .
Q1 G1 r1 (x1 x2 ); Q2 G2 cpm2 |
. |
|
||||||||||||||||||||||||
m |
|
|
|
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
ln |
t 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Wm |
|
W2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Q |
|
|
|
|
|
|
|
2(t 1 ) |
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||||||||
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
kF |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cth |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
W2 |
|
|
|
|
W2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2W2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kF |
|||
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(t ) 1 |
exp |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
W |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
(50)
(51)
(52)
Частные случаи теплопередачи для испарителей
Q1 Q2 .
Q1 G1 c pm1 t; |
|
|
|
Q2 G2 r2 ( x2 x1 ) |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
m |
|
|
t1 t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
ln |
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Wm |
W1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
2(t1 ) |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
kF |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cth |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
W |
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
2W |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kF |
|
|||
t 2 t1 |
t |
; |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
(t |
) |
1 |
exp |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
W |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
(53)
(54)
(55)