ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача от пара к стенке из "Теплообменные аппараты судовых паросиловых установок " В действительности процесс теплоотдачи от пара к стенке сопровождается конденсацией пара на холодной стенке с образованием на ней пленки конденсата, вследствие чего такой процесс конденсации пара называется пленочной конденсацией. [c.15] Процесс теплоотдачи от пара к стенке можно разделить на три последовательно проходящих процесса переход тепла от конденсирующегося пара к пленке конденсата, переход тепла через пленку конденсата и теплоотдачу от пленки конденсата к стенке. [c.15] Определение абсолютного давления на поверхности пленки конденсата со стороны пара, а также действительной толщины пленки конденсата и ее температуры практически невозможно. [c.16] Экспериментальные данные были получены при опытах с конденсацией пара на одной или нескольких трубках, однако распространить их на пучок трубок конденсатора или другого теплообменного аппарата не представилось возможным, так как характер движения пара в пучке трубок и около одной или нескольких трубок различен, что существенно сказывается на величине коэффициента теплоотдачи от пара к металлу. Поэтому уравнениями (12) и (13) для вычисления интересующих нас коэффициентов, необходимых для тепловых расчетов теплообменных аппаратов, не пользуются. [c.16] По кривой рис. 11 в соответствии с вычисленной /(/г р) находим п р. [c.19] Вычисленные по уравнению (19) коэффициенты теплоотдачи от пара к горизонтальному пучку трубок (для начальной температуры охлаждающей воды 15—20—25° С и температур насыщения конденсирующегося пара соответственно 30—35—40° С, при скрытой теплоте парообразования г = 530 ккал кг для диаметра трубки dj = 0,019 м и различного количества трубок в вертикальном ряду) приведены в табл. 1. [c.19] И проверенной автором в ряде запроектированных и работающих конденсаторов и других теплообменных аппаратов. Указанная величина коэффициента теплоотдачи от пара к стенке = 6600 ккал1м час °С является усредненной величиной для действительного пучка трубок, а не для единичной трубки или группы трубок. [c.20] Вполне очевидна возможность повышения коэффициента теплоотдачи а от пара к стенке, если исключить термическое сопротивление прохождению тепла во время конденсации пара через пленку конденсата, т. е. исключить возможность образования пленки конденсата на наружной поверхности трубки, а образующийся в виде капель конденсат отводить с поверхности сразу же.по его появлении. Это осуществимо при условии обеспечения гидрос юбности наружной поверхности трубки. В этом случае пленка конденсата на поверхности образоваться не может, а получающийся на ней в виде капель конденсат сразу же стекает. Такой вид конденсации называется капельной. [c.20] При капельной конденсации коэффициент теплоотдачи от пара к металлу в несколько раз выше, чем при пленочной. Капельная конденсация возможна на зачищенных полированных трубках, но как только их поверхность станет загрязняться и терять полировку, начинается пленочная конденсация. Капельная конденсация возможна также и в случае обработки наружных поверхностей трубок реактивами, обеспечивающими образование гидрофобной пленки, толщина которой ничтожно мала и практически не создает никакого термического сопротивления прохождению через нее тепла. [c.20] Кроме того, капельная конденсация обеспечивается при введении в конденсирующийся пар масла, однако для судовых условий этот способ неприменим, так как может повлечь за собой ухудшение теплопередачи в котле и его аварию. [c.21] Созданные одним из указанных способов пленки сохраняются относительно непродолжительное время и возобновление их в эксплуатационных условиях весьма сложно. [c.21] На практике, при наличии весьма больших скоростей пара, сбивающего с трубок пленки конденсата, на разных участках конденсатора или другого теплообменного аппарата несомненно происходит как пленочная, так и капельная конденсация. Такой процесс конденсации, отнесенный к аппарату в целом, называется смешанной конденсацией. [c.21] Необходимо отметить, что коэффициент теплоотдачи от пара к стенке зависит не от материала стенки, а от качества ее поверхности. Опытные данные с чистыми латунными и зачищенными до металлического блеска стальными трубками подтвердили это положение при пленочной конденсации пара. При покрытии стальной трубки окислами коэффициент теплоотдачи от пара к стенке резко падает (на 30% и больше). [c.21] Определяя коэффициент теплоотдачи от пара к стенке при проектировании конденсаторов, необходимо учитывать, что значительная часть турбины низкого давления и конденсатор находятся под вакуумом, что, ввиду практической невозможности обеспечить идеальную плотность установки, неизбежны подсосы атмосферного воздуха и что поэтому в конденсатор в действительности поступает не чистый пар, конденсация которого рассматривалась выше, а паро-воздушная смесь, в которой содержание воздуха при входе в конденсатор ничтожно мало в процентном отношении по сравнению с количеством пара. Однако по мере конденсации пара и приближении паро-воздушной смеси к месту отсоса воздуха из конденсатора содержание воздуха в смеси резко возрастает. Это обстоятельство вызывает постепенное, по мере конденсации пара, ухудшение коэффициента теплоотдачи к стенке со стороны пара. [c.21] Изучению описанного явления посвящен ряд исследований ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского и ЦКТИ им. И. И. Ползунова. [c.21] Рачко на основании многочисленных опытов утверждает, что при конденсации пара из движущейся паро-воздушной смеси присутствие воздуха в паре (количество его в смеси составляет по весу — 1,60%) вплоть до парциального давления, равного 0,01 ата, не оказывает вредного влияния на теплоотдачу от пара к стенке, а поэтому коэффициент теплоотдачи от пара к стенке можно в данном случае определять как при конденсации чистого пара. [c.22] Находящийся в смеси воздух при парциальном его давлении свыше 0,01 ата и особенно свыше 0,05 ата действует на теплоотдачу отрицательно. Испытания показали, что вредное влияние воздуха на теплоотдачу. увеличивается с уменьшением абсолютного давления и уменьшается с повышением давления. [c.22] Необходимо отметить, что, по данным ВТИ и ЦКТИ, коэффициент теплоотдачи от пара к стенке при конденсации пара из движущейся паро-воздушной смеси резко возрастает при увеличении скорости ее движения, что необходимо учитывать при разбивке трубок на трубной доске. [c.23] Первый одночлен уравнения (24) учитывает количество тепла, переходящего к пленке конденсата при массообмене между паровоздушной смесью и пленкой конденсата, а второй — только конвективный теплообмен между паро-воздушной смесью и пленкой конденсата. Данное уравнение не учитывает переохлаждения пленки конденсата, соприкасающейся с холодной поверхностью трубки. [c.24] Вернуться к основной статье