8.1. Конденсация неподвижного пара

При ламинарном течении пленки конденсата в условиях ;и средний по высоте коэффициент теплоотдачи для вертикальной поверхности высотой Н определяется формулой

;(175)

приведенная длина

;(176)

здесь — поправка на переменность физических свойств конденсата; и — теплопроводность и динамическая вязкость конденсата, определяются по средней температуре стенки; , , , , — соответственно теплопроводность, динамическая и Кинематическая вязкости, плотности и массовая теплоемкость конденсата, определяются по температуре насыщения ; и r — плотность насыщенного пара и теплота парообразования при ; g — ускорение свободного падения.

Для случая конденсации водяного пара формулы (175) и (176) могут быть преобразованы для удобства пользования:

;(177)

,(178) где D и А выбираются из табл. 14 приложения по .

Средний по окружности горизонтальной трубы коэффициент теплоотдачи (труба с наружным диаметром d, ламинарный режим — )

.(179)

Обозначения те же, что для формулы (175). Формула (179) применяет­ся при , где — коэффициент поверхностного натя­жения.

Для случая конденсации водяного пара формула (179) может быть преобразована:

,(180) где М выбирается из табл. 14 приложения по .

При Z>2300 на вертикальных поверхностях наблюдается комбини­рованное течение пленки конденсата: на начальном участке — ламинар­ное течение, а далее — турбулентное. Переход ламинарного режима в турбулентный происходит на высоте от верхней кромки стекаю­щей конденсатной пленки

.(181)

Для случая конденсации водяного пара формула (181) может быть преобразована:

,(182) где A выбирается из табл. 14 приложения по .

При комбинированном течении пленки конденсата на вертикальной поверхности средний по высоте Н коэффициент теплоотдачи

,(183) где , — значения чисел Прандтля для конденсата, определяются соответственно по температурам и . Если обозначить , то для расчета конденсации водяного пара Е можно выбрать из табл. 14 приложения по .

Если конденсируется перегретый пар, то коэффициент теплоотдачи приближенно можно определить по вышеприведенным формулам с заменой теплоты парообразования r величиной ,

где и — соответственно изобарная теплоемкость и температура перегретого пара.

Если конденсируется влажный пар со степенью сухости x, то в формулы (175) — (183) вместо r подставляется xr.

Количество пара G, кг/с, конденсирующегося на поверхности F, м², трубы, находится из формулы теплового баланса

.(184)

Толщина пленки конденсата и местный коэффициент теплоотдачи на расстоянии x от верхнего конца вертикальной поверхности при ламинарном режиме течения конденсата определяются по формулам

;(185)

,(186) где , , — теплопроводность, динамическая вязкость и плотность конденсата, определяются по температуре ; r — теплота парообразования, определяется по температуре .

Лекция №18