2.1.2. Определение коэффициента теплоотдачи при конденсации паров

При конденсации паров на наружной поверхности труб коэффициент теплоотдачи , Вт/(м²К), находится по следующим уравнениям [1]:

• для вертикальных трубчатых теплообменных аппаратов [6]

(2.34)

или

; (2.34а)

• для горизонтальных теплообменников [6]

(2.35)

или

;

• для горизонтальных теплообменников с оребренными трубами

, (2.36)

где   плотность конденсата, кг/м³; Н  высота труб, м;  разность температур между температурой насыщения пара и температурной стенки труб,С:

;

разность энтальпий пара и конденсата, Дж/кг;   коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/(мК);   коэффициент динамической вязкости конденсата, Пас;  поправочный коэффициент, учитывающий переменность теплофизических свойств вдоль поверхности теплообмена.

, (2.37)

где , коэффициенты динамической вязкости, Пас, и теплопроводности конденсата, Вт/(мК), определенные при температуре стенки;  поправочный коэффициент, зависящий от числа труб по вертикали и вида пучка.

, (2.38)

где  среднее число труб по вертикали для коридорного пучка и половина этого числа – для шахматного пучка.

, (2.39)

где n  общее число труб в теплообменнике;  коэффициент, учитывающий оребрение труб и определяемый по уравнению [7]

, (2.40)

где  общая наружная площадь оребренной поверхности трубы длиной 1 м, м²;  диаметр основного ребра, м; Е  коэффициент эффективности ребра. Для медных труб можно принять Е = 1;  площадь поверхности вертикальных участков ребер на длине трубы 1 м, м²

; (2.41)

- площадь поверхности горизонтальных участков ребер на длине трубы 1 м, м²

;

высота ребра, м;

, (2.42)

где  диаметр ребра, м; u  шаг между ребрами, м;  толщина рёбер в основании и на торце, м.

При конденсации паров внутри труб коэффициент теплоотдачи определяется по следующим зависимостям:

• при конденсации холодильных агентов [7]

;

• при конденсации в горизонтальных и вертикальных трубах при кольцевом течении плёнки конденсата

, (2.43)

где с = 0,16 для медных и алюминиевых труб, с =0,023  для стальных труб;  массовое паросодержание пара на входе в трубу и на выходе из нее;   плотность конденсата, кг/м³; _п  плотность пара, кг/м³.

В процессах конденсации пара на горизонтальной поверхности пластин при условии, что разность температур на стенке C, коэффициент теплоотдачи определяется по уравнению (2.30), в которое в качестве высоты поверхности подставляется приведенная длина канала L. При C справедливо другое выражение [6]:

, (2.44)

где Re  число Рейнольдса, ;F  площадь поверхности теплообмена, м²; D  расход пара, кг/с; a - коэффициент, приведенный в табл. 2.8.

Таблица 2.8. Значение коэффициента а в уравнении (2.44) [6]

Тип пластины	A
0,2К 0,3 0,5Е 0,5Г	338 322 240 376

В уравнениях (2.34)(2.44) физико-химические параметры определяются при температуре насыщения .