6. Турбулентное течение плёнки конденсата – расчёт коэффициента теплоотдачи (формула д.А. Лабунцова)

П ри стекании плёнки конденсата скорость и её толщина с увеличением координаты х возрастают, следовательно, возрастает н число . При больших числах ламинарно-волновое движение плёнки становится не устойчивым, и при оно переходит в турбулентное. Смена режимов сказывается как на дальнейшем росте , так и на поведении . При толщина плёнки растёт быстрее, чем при ламинарном течении, а при этом увеличивается (рис. 12.6).

Рис. 12.6. Характер изменении толщины плёнки и коэффициента теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной стенке, высота которой

Основная причина увеличения при заключается в том, что значительная часть общего термическою сопротивления (за исключением малых чисел , что характерно для жидких металлов) сосредоточена в вязком подслое, а его толщина с ростом уменьшается.

Пренебрегая теплотой переохлаждения конденсата, можно записать формулу для плотности теплового потока q в турбулентно стекающей плёнке:

Где

теплопроводность жидкости

турбулентная теплопроводность

Разделяя переменные в этом уравнении и интегрируя его на отрезке до , с учетом того, что при , а при , получаем

Поскольку

При

Так как мы уже знаем, как найти , то вся сложность определения а теперь заключается в вычислении интеграла в знаменателе. Поскольку отношение сложным образом зависит от , получение формулы для возможно только численным методом.

Формула , аппроксимирующая результаты численного интегрирования (12.23) в диапазонах и , имеет вид

местный коэффициент теплоотдачи, который можно найти, если задано число

7. Смешанный режим течения плёнки конденсата. Алгоритм расчёта теплоотдачи при плёночной конденсации

Обычно на практике наблюдается смешанный режим течения плёнки. В этом случае в верхней части стенки течение ламинарное и ламинарно-волновое, а в нижней - турбулентно.

Введём

Так как

При

При

для смещённого режима стекания плёнки:

Где число является искомой величиной

Зная число , можно получить

8. Влияние скорости пара, ориентации поверхности в пространстве, состояния поверхности, влажности и перегрева пара, примесей воздуха в паре на коэффициент теплоотдачи при плёночной конденсации

9. Интенсификация теплоотдачи при плёночной конденсации

С корость

должно увеличить средняя скорость пар (уменьшение высоты)

Ориентация поверхности

Вертикальная труба

Горизонтальная труба

должно уменьшение высоты и диаметра

С остояние поверхность: шероховатости

Влажности и перегрева пара:

Примесей воздуха в паре:

• Увеличение скорость пара

• Увеличение поверхности конденсата

• Увеличение перепада температуры

• Искусство труб пучки завихр потока жидкости турбулентное течение начинается раньше