8. Теплообмен при конденсации чистого пара
При соприкосновении пара со стенкой, температура которой ниже его температуры насыщения ts, пар конденсируется. В зависимости от состояния поверхности стенки образовавшаяся жидкость может принимать форму капель или пленки. В соответствии с этим конденсация пара называется капельной и пленочной.
Капельная конденсация происходит в условиях свободного движения, когда конденсат не смачивает поверхности стенки. Это обычно наблюдается на поверхности стенок, покрытых тонким слоем масла, керосина или жирных кислот. При капельной конденсации коэффициент теплоотдачи в 5 ÷ 10 раз выше, чем при пленочной. Однако пленочная конденсация имеет наибольший практический интерес, поскольку именно она чаще всего встречается в различного рода промышленных теплообменных аппаратах. Предполагается, что при ламинарном движении пленки конденсата теплота передается через слой пленки теплопроводностью.
В результате обобщения экспериментальных данных, полученных для различных жидкостей, предлагаются следующие расчетные формулы для определения среднего коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого пара и ламинарном движении пленки конденсата:
для вертикальной стенки или трубы высотой h
(148)
для горизонтальной трубы диаметром d
(149)
где
– критерий конденсации
.
В этих уравнениях определяющий линейный размер для вертикальных стенок и труб – их высота, а для горизонтальных труб – диаметр; термодинамические и теплофизические свойства конденсата определяются при температура насыщения ts.