ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплообмен при капельной конденсации пара из "Теплопередача " Капельная конденсация имеет место, если конденсат не смачивает поверхность стенки. [c.282] Скоростная киносъемка [Л. 313] показывает, что капля возникает взрывообразно, затем скорость ее роста становится незначительной. Капля образуется за счет самопроизвольного разрыва очень тонкой конденсатной пленки конденсат при этом стягивается в каплю. Затем толщина пленки снова нарастает и происходит очередной разрыв. При расщеплении образуется новая капля или происходит слияние с ранее возникшей. За счет многократного слияния и непрерывно идущего процесса конденсации капля увеличивается, до такого размера, при котором она скатывается под действием силы тяжести. [c.282] Стягивание конденсата в капли приводит к увеличению скорости конденсации на участ1 х между каплями. Здесь термическое сопротивление невелико. Этим и объясняются высокие коэффициенты теплоотдачи при капельной форме конденсации пара. [c.283] Как следует из изложенного, капельная конденсация, строго говоря, является нестационарным процессом. Однако если осредненные во времени характеристики процесса не меняются, то такой процесс можно рассматривать как квазистационарный. [c.283] Из формулы (12-36) следует, что чем меньше радиус капли, тем больше должен быть переохлажден (пересыщен) пар относительно температуры насыщения при заданном давлении. В пределе при -с (плоская поверхность) /пов— JIн (предполагаем, что скачок температур на границе раздела фаз отсутствует). [c.283] Согласи Л. 256 пересыщение пара требуется и для роста тонкой пленки, если жидкость не смачивает стенку. В этом случае толщина пленки играет роль, аналогичную роли радиуса кривизны Я в теории Томсона. [c.283] Как известно, на криволинейной поверхности раздела фаз капля находится под дополнительным давлением, обусловленным силами поверхностного натяжения. [c.283] Из сказанного ранее следует, что конденсированная фаза находится в своеобразном движении. Это движение является следствием переменности поверхностного натяжения. Если поверхностное натяжение изменяется от точки к точке, то наряду с нормальным давлением на поверхности жидкости появляется дополнительная сила, направленная тангенциально. Изменение поверхностного натяжения может быть вызвано, например, переменностью температуры и кривизны границы раздела фаз, наличием градиента концентрации поверхностно-активных веществ, переменным электрическим зарядом на поверхности жидкости. [c.283] Увеличение температуры жидкости приводит к уменьшению а. Таким образом, если температура поверхности идкости переменна, то в капиллярном слое должно возникнуть движение, направленное в сторону уменьшения температуры. Это движение называют термокапиллярным. [c.284] Термокапиллярная сила рг имеет размерность давления она направлена тангенциально к поверхности жидкости. [c.284] Как показывают измерения, при капельной конденсации температура стенки изменяется во времени и по поверхности. Пульсации температуры объясняются переменным термическим сопротивлением конденсированной фазы, неравномерно расположенной по поверхности стенки. Можно думать, что переменность толщины пленки и кривизны границы раздела фаз будет обусловливать и переменность температуры поверхности жидкой фазы и, следовательно, появление термокапиллярной движущей силы Л. 89]. [c.284] Изложенные представления о процессе капельной конденсации были использованы в Л. 89] для получения математической формулировки задачи о теплообмене при капельной конденсации неподвижного чистого пара. Критерии подобия, полученные из математической формулировки, были использованы для обобщения опытных данных по капельной конденсации водяного пара. [c.284] Физические параметры конденсата в формулах (12-41) и (12-42) выбираются по температуре насыщения. [c.285] Критерий Пк учитывает влияние термокапиллярного движения на рост и теплоотдачу конденсированной фазы. Его можно трактовать как отнощение термокапиллярных сил к силам вязкости. [c.285] На рис. 12-13 формулы (12-41) и (12-42) сопоставлены с опытными данными. Опытные данные получены при конденсации насыщенного водяного пара на вертикальных стенках высотой 0,12—0,61 м и горизонтальных пучках труб. Это обстоятельство позволяет считать, что интенсивность теплоотдачи при капельной конденсации практически не зависит от положения поверхности теплообмена в пространстве, если капли имеют возможность скатываться под действием силы тяжести. Значения критерия П в использованных опытных данных изменялись от 0,98-до 4,5-10 2 критерий Рг изменялся от 1,75 до 3,65 давление пара рп 0,12-н1 бар. [c.285] Как следует из формул (12-41) и (12-42), для расчета коэффициента теплоотдачи достаточно знать температуру насыщения й температурный напор. На рис. 12-14 представлена номограмма, с помощью которой можно определить коэффициент теплоотдачи при капельной конденсации неподвижного насыщенного водяного пара. Номограмма получена путем соответгствующего пересчета и графического представления формул (12-41) и (12-42). [c.286] Вернуться к основной статье