4. Поправочные коэффициенты к теории Нуссельта по д.А. Лабунцову (на волновое течение и переменность физических свойств конденсата)

Дальнейшее изучение теории плёночной конденсации (Т.Н. Кружилин, Д.А. Лабунцов) показало, что принятые Нуссельтом допущения в обычных условиях не дают большой погрешности при определении коэффициента теплоотдачи, если безразмерная величина и число . Это видно из рис. 12.4, на котором дано сопоставление уточнённою значения а со значением , рассчитанным по теории Нуссельта.

Влияние зависимости свойств жидкости от температуры, согласно Д.А. Лабуниову, можно учесть с помощью поправки

где коэффициент теплоотдачи, вычисляемый по формуле Нуссельта (при этом все значения свойств выбираются по )

теплопроводность и вязкость жидкости при , то же, но при

Для воды при незначительно отличается от единицы.

Формула Нуссельта (12.12) справедлива не только для вертикальной пластины, но и для вертикальной трубы. При она даёт заниженные результаты, так как в этом случае наблюдается не чисто ламинарное, а ламинарно-волновое течение плёнки (рис. 12.5). При этом оказывается, что средняя во времени толщина плёнки и её термическое сопротивление меньше, чем это получается по теории Нуссельта. По Д.А. Лабунцову, поправка, учитывающая развитие волнового течения, при

Последняя формула показывает, что по мере увеличения расхода жидкости (т.е. с увеличением Re) интенсивность волнового возмущения возрастает, а при

5. Приведённая высота поверхности конденсации, её связь с числом Рейнольдса плёнки. Безразмерные формулы теплообмена при конденсации

Приведённая высота поверхности конденсации, её связь с числом плёнки

Режим течения плёнки зависит от числа Рейнольдса

Где толщина плёнки в рассматриваемом сечении

средняя скорость движения плёнки в рассматриваемом сечении (в данном сечении )

кинематическая вязкость жидкости

По этой формуле определить не возможно, так как неизвестные величины

Обычно определится по

расход конденсат, приходящийся на единицу ширины стенки (в случае вертикальной трубы – на единицу длины периметра)

среднюю плотность теплового потока на участку стенки

высота стенки

среднюю температуру стенки на указанном выше участке

Р исунок 12.3: распределение температуры и скорости в стекающей плёнке конденсата

Для удобства практических расчётов формулу

с учётом поправки на волновое течение преобразуют к безразмерному виду. При заданном температурном напоре в качестве безразмерного параметра принимают

Безразмерные формулы теплообмена при конденсации

Где расход конденсата, приходящийся на единицу ширины плоской стенки на единицу периметра трубы.

Если задана плотность теплового потока или расход конденсата , то число известная величина, а коэффициент теплоотдачи находится так:

При конденсации перегретого пара расчёт можно проводить по тем же формулам, что и для сухою насыщенного пара, если заменить в них на

Где

энтальпии перегретого пара и пара в состоянии насыщения

а оставить без изменения, т.е. .

Хотя а при конденсации перегретого пара несколько выше, при заданной температуре конденсата образуется меньше, так как

Коэффициент теплоотдачи для влажного пара (при влажности менее ) рассчитывается по тем же формулам, что и для сухого насыщенного пара без внесения каких-либо изменений в них.