Теплоотдача при конденсации паров жидкостей

Для превращения каждого килограмма насыщенного пара в жидкость нужно отвести тепло в количестве г, Дж/кг. Поэтому для организации стационарного процесса конденсации пара тепло необходимо непрерывно отводить от поверхности охлаждения. В целом интенсивность теплоотдачи при конденсации пара оказывается достаточно высокой. Однако, если в паре содержится примесь газа (например, воздуха), скорость конденсации заметно снижается. Газ постепенно накапливается около поверхности, и это затрудняет доступ новых порций пара к поверхности. [c.129]

Границы изменения 214 --теплоотдачи при кипении жидкости — Расчетные формулы 224 -- теплоотдачи при конденсации пара — Расчетные формулы 225, 227 --теплопередачи 193, 194 — Расчетные формулы 241 [c.715]

Рнс. 4-6. Зависимость коэффициента теплоотдачи при конденсации пара и при нагревании жидкости на горизонтальных профилированных трубах. [c.153]

Теплоотдача при конденсации пара. Если пар соприкасается с поверх/ностью, имеющей температуру с меньше температуры насыщения пара п, он выпадает на поверхности в виде жидкости (конденсата), выделяя при конденсации тепло парообразования. [c.181]

Рис. 148. Множитель изменения коэффициента теплоотдачи при конденсации пара в зависимости от скорости потока пара относительно стекающей жидкости а) спутное течение пара и конденсата в пленке б)

Теплоотдача при конденсации пара. При соприкосновении пара со стенкой, температура которой ниже температуры насыщения ta, пар конденсируется в зависимости от состояния поверхности стенки образовавшаяся жидкость может принимать форму капель или пленки. В соответствии с этим конденсация пара называется капельной и пленочной. Капельная конденсация происходит в условиях естественного движения, когда конденсат не смачивает поверхности стенки. Это обычно наблюдается на поверхности стенок, покрытых тонким слоем масла, керосина или жирных кислот. При капельной конденсации теплоотдача в 5—10 раз выше, чем при пленочной. Однако пленочная конденсация имеет наибольший практический интерес, поскольку она встречается преимущественно в различного рода промышленных теплообменных аппаратах. Предполагается, что при ламинарном движении пленки конденсата тепло передается через слой пленки теплопроводностью. [c.172]

Особенности механизма теплоотдачи при пленочной конденсации паров неметаллических жидкостей. Рассмотрим особенности механизма теплоотдачи при конденсации пара неметаллических жидкостей на твердых поверхностях. Процесс конденсации пара на поверхности может протекать при выполнении двух условий имеется отвод тепла через поверхность конденсации на этой поверхности имеются центры конденсации, т. е. зародыши жидкой фазы (мелкие капли, пылинки, заряды). Различают два вида конденсации на поверхности. [c.318]

Рассмотрим раздельно теплоотдачу при конденсации пара и кипении жидкости, соприкасающейся с поверхностью твердого тела. [c.252]

В результате обобщения данных экспериментов, проведенных с различными жидкостями, были получены следующие расчетные формулы для определения среднего коэффициента теплоотдачи при конденсации пара [c.258]

Процесс теплоотдачи при конденсации исследован Нуссельтом, который исходил из следующих представлений. Если (рис. 6-9) насыщенный пар при давлении р окружает трубу, температура стенки 4 которой меньше температуры насыщения 4 пара, то вследствие конденсации на поверхности трубы образуется пленка жидкости (так называемая пленочная конденсация), внешняя поверхность которой имеет температуру [c.243]

Рассмотрим процесс теплоотдачи при кипении жидкости (переход из жидкой фазы в газообразную) и при конденсации пара (обратный переход пара в жидкую фазу). Начнем с рассмотрения теплоотдачи при кипении жидкости. [c.356]

В паровых котлах, конденсаторах и различных теплообменных аппаратах теплоотдача сопровождается изменением агрегатного состояния рабочего вещества при кипении воды образуется пар, а при конденсации пара — конденсат (жидкость). [c.172]

В природе и технике многие процессы теплообмена сопровождаются переносом массы одного компонента относительно массы другого Так, например, обстоит дело при конденсации пара из парогазовой смеси й испарении жидкости в парогазовый поток. Испарившаяся жидкость путем диффузии распространяется в парогазовом потоке при этом меняется течение, изменяется интенсивность теплоотдачи, что в свою очередь сказывается на процессе диффузии. [c.328]

Расчет многих процессов массообмена, например, при растворении твердого тела в потоке растворителя, при испарении жидкости и сублимации твердого тела в потоке газа, при конденсации пара из парогазовой смеси, при абсорбции какого-либо газа из смеси можно проводить, основываясь на приближенной аналогии между процессами массообмена и теплообмена. Если диф-фузионно-тепловая аналогия выполняется, то для расчета массоотдачи можно пользоваться приведенными выше уравнениями для теплоотдачи. Ниже даются указания [c.203]

Влияние компоновки поверхности конденсации. Теплоотдача на горизонтальных трубах интенсивнее, чем на вертикальных, так как в первом случае толщина пленки конденсата на поверхности значительно меньше. Но это относится к одиночной трубе или верхнему ряду пучка труб. В много-рядных пучках конденсат с верхних труб, стекая на нижние, увеличивает слой жидкости и ухудшает теплоотдачу, вместе с тем падающие капли и струи с верхних труб возмущают и даже турбулизируют конденсатные пленки нижних труб. Кроме того, при конденсации пара на многорядном пучке труб движение пара через узкие межтрубные зазоры может влиять на характер стекания конденсата и в зависимости от компоновки теплообменной поверхности, места и способа подвода пара может ухудшать или улучшать теплоотдачу. [c.245]

При конденсации пара на поверхности капель жидкости, а также при нагреве воды гидрофобным теплоносителем приходится определять коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара каплям жидкости или от капель гидрофобного теплоносителя воде. [c.41]

Если же один из теплоносителей — конденсирующийся пар, а другой — жидкость, то коэффициент теплоотдачи при конденсации [c.23]

Теплоотдача при кипении жидкости и при конденсации пара протекает в двухфазном состоянии жидкости, т. е. во время перехода рабочего тела из одного агрегатного состояния в другое. Теп- [c.110]

В паровых котлах, конденсаторах и различных теплообменных аппаратах теплоотдача сопровождается изменением агрегатного состояния рабочего вещества при кипении воды образуется пар, а при конденсации пара — конденсат (жидкость). Выше был рассмотрен лишь конвективный теплообмен в однофазной среде. [c.207]

Авторами проведены непосредственные измерения скачков температуры на границе раздела фаз для конденсации с постоянно обновляющейся поверхностью раздела [9]. С помощью подвижных термопар измерялось распределение температур в паровой области, в конденсате, наполнявшем ванночку — конденсатор, и в стенке конденсатора. При этом могли быть определены как теплоотдача на границе раздела фаз пар—жидкость, так и контактные сопротивления на границе раздела жидкий металл—твердая стенка из нержавеющей стали. Примеры измеренных распределений температур даны на рис. 3.18. Поскольку при повышенных температурах значения коэффициента теплоотдачи Сф возрастают и точность их измерений уменьшается, помимо опытов с подвижной термопарой авторами были проведены также опыты по измерению теплоотдачи при конденсации натрия на вертикальной стенке. Высокая точность измерений обеспечивалась, в частности, заделкой термопар в медную, покрытую тонким слоем стали стенку конденсатора. [c.155]

При испарении пленки на первый взгляд теплоотдача должна подчиняться тем же закономерностям, что и при конденсации. То обстоятельство, что начальный расход жидкости в пленке при испарении обычно является заданным, а убыль расхода за счет испарения, как правило, не очень значительна, делает анализ теплоотдачи при испарении (в рамках подхода Нуссельта) даже более простым, чем при конденсации. Полагая, что расход жидкости в любом сечении пленки легко определяется из теплового баланса при известном его значении на входе, число Re , для испарения выступает как определяющий критерий подобия. Все соотношения, полученные выше для ламинарной пленки и определяющие изменения расхода в пленке с плотностью теплового потока на поверхности, остаются в силе. Локальная теплоотдача для гладкой ламинарной пленки при ее испарении с поверхности в среду собственного пара описывается формулой (4.37). Отличие лишь в направлении теплового потока, так как теперь АТ = - Т , Т > Т . Имея в виду, что при условии [c.180]

Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации водяного пара давлением 101,3 Па достигает величин порядка а = 7-10 -=-Ч-12-10 Вт/(м -град). При капельной конденсации на поверхности нагрева образуются капельки жидкости, со временем они растут и, достигая определенного размера, скатываются по вертикальной стенке, увлекая за собой другие капли, при этом создаются благоприятные условия для теплоотдачи. Капли увеличивают поверхность теплообмена и, кроме того, процесс скатывания капель интенсифицирует перенос теплоты. В результате коэффициент теплоотдачи при капельной конденсации водяного пара атмосферного давления может достигать величин порядка 40-100-10 Вт/(м -град). [c.251]

При определении коэффициента теплоотдачи от перегретого пара к стенке нужно различать два случая в зависимости от того, происходит ли конденсация пара на границе со стенкой или нет. Если температура стенки выше температуры насыщения при давлении пара, то конденсация не происходит, и теплоотдача протекает так же, как у газов коэффициент а в этом случае вычисляется по рассмотренным выше формулам для продольного или поперечного обтекания. Если же температура стенки ниже температуры насыщения и на ней образуется конденсатная пленка, то коэффициент теплоотдачи а подсчитывается по формулам для конденсации насыщенного пара, причем за температуру пара принимается его температура насыщения, а вместо г подставляется значение i — i, где i — энтальпия перегретого пара, а i — энтальпия кипящей жидкости того же давления (для не очень больших давлений). [c.245]

Коэффициенты теплоотдачи при конденсации пара на тонкой струе воды могут достигать значений а 2- [0 вт1м град (следует иметь в виду, что температурный напор At в приведенных зависимостях определяется как разность между температурой насыщения и средней температурой струи жидкости Т [c.262]

Следующим этаном расчета выпарной установки является определение коэффициентов теплопередачи по аппаратам, которые для заданного состояния и материала поверхности нагрева, режима циркуляции определяются плотностью теплового потока и физическими свойствами жидкости. На современном этапе расчет коэффициентов теплоотдачи при конденсации пара и кипении жидкостей а2 производится на основе критериальных уравнений, полученных путем обработки результатов экспериментальных исследований методами теории подобия ss-ei, i29-i3i Ддд расчетов [c.121]

В этом параграфе мы рассмотрим несколько типовых случаев теплообмена между твердой стенкой и движущейся жидкостью, имея в виду как капельные жидкости, так и газы рассмотрены будут случаи движения вынужденного и свободного. Мы ограничимся наиболее важными в теплотехнике случаями продольного обтекания труб, при котором жидкость движется параллельно трубам, внутри их или между ними, и поперечного обтекания пучка труб, когда газ движется -в апра влении, перпендикулярном к трубам. При этом будем рассматривать лишь турбулентное движение жидкости. Кроме того, мы остановимся на теплоотдаче при конденсации пара и при кипении воды. [c.245]

Теплоотдача при конденсации пара. При охлаждении пара ниже температуры насыщения для данного давленйя пар конденсируется, т. е. превращается в жидкость, и при этом выделяется теплота конденсации, численно равная теплоте парообразования. В зависимости от состояния поверхности стенки оседающая жидкость может принимать форму или капель, или пленки, соответственно этому конденсация пара носит название или капельной, или пленочной. Капельная конденсация происходит в условиях естественного движения, когда конденсат не смачивает поверхности тела. Это обычно наблюдается на поверхности стенок, покрытых тонким слоем масла, керосина или жирных кислот. [c.256]

При конденсации паров органических жидкостей требуемая величина переохлаждения A7"k обычно мала. Требуемое переохлаждение для ртутного пара очень велико. Промежуточное положение занимает конденсация водяного пара. В результате интенсивное образование конденсата паров о)рганических жидкостей при больших температурн"ых напорах может привести к существенному заполнению поверхности стенки жидкостью и увеличению термического сопротивления (эффект, близкий по своему результату к эффекту утолщения пленки при пленочной конденсации). При конденсации ртутного пара на стальных поверхностях образуется сравнительно мало капель, конденсация идет не интенсивно коэффициент теплоотдачи при этом может быть меньше, чем при пленочной конденсации того же пара [Л. 53]. [c.287]

В паровом сопле Лаваля 1 (рис. 7.2) происходит превращение энтальпии рабочего тела в кинетическую энергию потока пара, с которой он поступает в камеру смешения 3. Через су-живаюш,ееся жидкостное сопло 2 в камеру смешения подается холодная жидкость. В камере смешения происходит обмен импульсом между паром и жидкостью и конденсация пара на жидкости. Коэффициенты теплоотдачи при конденсации смешением на порядок и более превышают коэффициенты теплоотдачи в случае поверхностной конденсации. По длине камеры смешения паросодержание падает. На коротких длинах структура потока меняется от капельного до пузырькового или пенного, где скорость звука резко уменьшается. Поток при умеренных скоростях становится сверхзвуковым и процесс конденсации заканчивается в диффузоре 5. При наличии нагрузки-сопротивления на выходе из инжектора конденсация завершается в совмещенном скачке уплотнения —конденсации, в котором двухфазный поток быстро переходит в однофазное течение жидкости. [c.124]

Известны простые эмпирические формулы для определения коэффициента теплоотдачи при конденсации смеси паров несмешивающихся жидкостей. Киркбрайд (1933 г.), проводивший эксперименты с конденсацией смеси паров бензина и воды на горизонтальной латунной трубе диаметром 34 мм, предложил определять средний коэффициент теплоотдачи по формуле [c.221]

Исследование теплоотдачи при конденсации неподвижного naipa на внутренней поверхности вертикальных труб. На рис. 5-2 представлена схема опытной установки для исследования теплоотдачи при конденсации кислорода, азота и аргона внутри трубы. Рабочая труба 2 имет диаметр 24/16 мм, высоту 200 мм и выполняется из меди [Л, 12]. Конденсация пара осуществляется за счет отвода тепла к кислороду 5, кипящему при атмосферном давлении, в среде которого находится опытная трубка. Отвод конденсата с внутренней поверхности опытной трубки осуществляется в бачок 7. Там конденсат снова испаряется с помощью электрического нагревателя 2 и через сепаратор 3 поступает опять в опытную трубу. Поверхность бачка, заполненного рабочей жидкостью, и сосуд [c.276]

Теплообмен п()и массообмене. 197 2-6-1. Основные положения (197). 2-6-2. Массоотдача при наличии аналогии с теплоотдачей (203). 2-6-3. Тепломассо-отдача при испарении жидкости (204). 2-6-4. Тепломассоотдача при конденсации пара из парогазовой смеси (205). Список литературы 206 [c.128]

При конденсаци пара на горизонтальной трубе образуется постоянная пленка жидкости. Жидкость стекает с трубы вниз цод действием силы тяжести, и толщина пленки на каждой лежащей ниже трубе увеличивается. Нуссельтом в результате анализа пленочной конденсации в вертикальных ходах пучков горизонтальных труб получено следующее выражение для коэффициента теплоотдачи, осредненного для п рядов труб в вертикальном ходе [c.96]

При наличии шлевки, жидкости а поверхности охлаждаемого тела (рис. 99) тепло, освобождаемое при конденсации пара, рас-пр-острэняется через толщу пленки и термическое сопротивление последней оказывается решающим для теплоотдачи пара к по- [c.208]

При некоторых условиях на поверхности охлаждаемой стенки образуется капельная конденсация пара (рис. 149). Капельная конденсация пара осуществляется при неполном смачивании поверхности охлаждаемой стенки жидким конденсатом. Можно, однако, осуществить капельную конденсацию на стенке и паров таких жидкостей, которые смачивают чистую стенку, но не смачивают покрытие стенки тонким слоем какого-либо гидрофобного вещества. Применение искусственных веществ, вызывающих капельную конденсацию пара, может служить средством для интенсификации теплообмена, так как капельная конденсация пара жидкостей с небольшим коэффициентом теплопроводности отличается от пленочной конденсации более высоким коэффициентом теплоотдачи (примерно на порядок большим). Механизм капельной конденсации пара еще не вполне выяснен. Руководствуясь физическими соображениями, можно представить следующую модель явления капельной конденсации пара. На охлаждаемой стенке в отдельных, наиболее доступных местах из переохлажденного пара зарождается множество мельчайших капель конденсата. К отдельным каплям притекают массы переохлаждаемого конденсирующегося пара. Приток паровых массс к охлаждаемой стенке и дальнейшее перемещение их вдоль стенки к растущим каплям конденсата осуществляются под воздействием разности давлений, возникающей ири переохлаждении и конденсации пара. [c.353]

Процесс теплоотдачи при испарительном охлаладении включает в себя также конденсацию пара на поверхности стенки, воспринимающей тепло и передающей его в окружающую среду. При конденсации пара выделяется теплота парообразования. Коэффициент теплообмена при конденсации зависит от режимов (капельный или пленочный), теплопроводности жидкости, теплоты парообразования и при атмосферном давлении составляет 6—10 квт1 м °С) для пленочной конденсации и 40—100 квт1 м -°С) для капельной конденсации. При испарительном охлаждении теплопередача осуществляется, очевидно, за счет естественной конвекции. [c.118]

Коэффициент теплоотдачи в процессе испяреипя жидкости со свободной поверхности по сравнению с коэффициентом теплоотдачи при теплообмене, не осложненном массообмепом ( сухой теплообмен ), имеет большее значение. Одной из основных причин интенсификации теплообмена при испарении по сравнению с сухим теплообменом является объемное испарение. Согласно теории объемного испа[)епия, при соприкосновении потока ra.sa с поверхностью жидкости происходят неравномерные процессы очаговой конденсации вдоль ее поверхности. В результате этого имеет место отрыв субмикроскопических частиц жидкости, которые испаряются в пограничном слое. Второй причиной увеличения по сравнениго са,,у является наличие очаговых процессов испарения и конденсации, в результате которых вследствие попеременного изменения объема вещества (пара) в Ю раз происходит нарушение структуры ламинарного пограничного слоя, что и приводит к интенсификации тепло- и массообмепа. Наибольший эфс ект это явление имеет при испарении в вакууме. [c.514]

Задача о теплоотдаче при пленочной конденсации чистого насыщенного пара была решена в 1916 г. Нуссельтом. Были сделаны следующие допущения 1) движение пленки конденсата по всей поверхности ламинарное 2) температура внешней поверхности жидкой пленки равна равновесной те.мпературе конденсации, т. е. термическое соиротивленне фазового перехода от пара к жидкости не учитывается 3) температура стенки постоянна по высоте 4) ( )изичес1< ие параметры конденсата не зависят от температуры 5) трение на границе жидкой и паровой фаз отсутствует [c.210]

При капельной конденсации водяного пара теплоотдача может быть во много раз выше, чем при пленочной, так как пленка конденсата обладает большим термическим сопротивлением передачи теплоты от пара к стенке. Капельная конденсация имеет место в тех случаях, когда жидкость не смачивает поверхность теплообмена. Она может быть вызвана искусственно с помощью специальных веществ — лиофобизаторов (для водяного пара — гидрофобизато-ров). При установившейся работе конденсационных устройств конденсат, как правило, смачивает поверхность теплообмена и в них происходит пленочная конденсация пара. [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...