Процессы и аппараты упаковочного производства

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ

Этот вид теплоотдачи, а также теплоотдача при кипении жидкостей протекают при изменении агрегатного состояния теплоносителей. Особенность этих процессов состоит прежде всего в том, что тепло подводится или отводится при постоянной температуре.

Теплоотдача при Конденсации насыщенных паров Представляет собой сложное явление одновременного переноса теплоты (определяемое теплотой парообразования) и массы (определяемой количеством сконденсированного пара).

Конденсация насыщенного пара на охлаждаемой поверхности приводит к значительной интенсификации теплообмена по cpaвнению. Молекулы пара создают собственное поступательное движение к стенке, так как в непосредственном соседстве с ней происходят конденсация паpa и резкое уменьшение его объема. Образовавшийся конденсат стекает по стенке, а к стенке подходит свежий пар. Чем холоднее стенка, тем интенсивнее идут конденсация и движение молекул пара к стенке. Перенос теплоты и основной массы пара к стенке идет настолько быстро, что степень турбулизации потока не оказывает существенного влияния на процесс и часто может не учитываться в расчетах.

На хорошо смачиваемых поверхностях капли конденсата, сливаясь друг с другом, образуют жидкую пленку, которая под действием силы тяжести стекает вниз. Такую конденсацию пара называют Пленочной. На несмачиваемой или плохо смачиваемой поверхности капли конденсата быстро стекают («скатываются») по поверхности стенки, не образуя пленки. Такой вид конденсации называют Капельной. Капельная конденсация на практике реализуется редко, несмотря на то что коэффициенты теплоотдачи в этом случае в несколько раз выше коэф­фициентов теплоотдачи при пленочной конденсации.

Рис. 11-8. К выводу уравнения (11.58)

В теплообменных аппаратах обычно конденсация паров происходит по пленочному механизму.

При пленочной конденсации на стенке вследствие разности температур (TПTCT) Образуется пленка конденсата (рис. 11-8), которая постепенно увеличивается по мере стекания. При этом увеличивается и термическое сопротивление пленки.

При ламинарном режиме движения стекающей пленки конденсата количество DQ Теплоты, проходящее через элементарную площадку DF Этой пленки, определяется по формуле

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ (11.49)

Где ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ И ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ — соответственно теплопроводность и толщина пленки конденсата.

Это же количество теплоты можно выразить с помощью уравнения теплоотдачи:

DQ = ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ . (11.50)

Тогда из уравнений (11.49) и (11.50) получим коэффициент теплоотдачи ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ :

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ (11.50)

Толщина пленки ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ зависит от высоты Н Стенки, по которой стекает пленка конденсата, и от физических свойств конденсата.

Ранее (см. гл. 6) было получено уравнение для определения толщины пленки жидкости, стекающей по вертикальной стенке:

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ , (11.52)

где Г = WSpПL, Кг/(м-с)-линейная плотность орошения; w-средняя скорость движения пленки; S-площадь сечения пленки; П-периметр поверхности, по которой стекает пленка.

На элементе высоты пленки DН Толщина пленки увеличивается на dS, что приводит к увеличению Г на dГ. Из уравнения (11.52)

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ (11.53)

Тогда

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ . (11.54)

Количество теплоты, отданное пленке паром в количестве dГ определяется по формуле dQ=RdГ. Это же количество теш проходит через слой пленки конденсата толщиной ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ и высотой dH:

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ . (11.55)

Полагая, что tст = const (т. е. физические свойства пленки остаются постоянными на высоте) и ось Z Направлена в интегрируем уравнение (11.55) в пределах от 0 до ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ и от 0 до Н, предварительно разделив переменные:

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ,

Откуда

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ . (11.56)

Тогда локальный коэффициент теплопередачи

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ . (11.57)

Средний по высоте Н коэффициент теплоотдачи ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ получим из уравнения (11.57):

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ,

Или

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ (11.58)

Согласно экспериментальным результатам, значение численного множителя в уравнении (11.58) несколько выше и равно сличение коэффициента теплоотдачи может быть объяснено действием поверхностного натяжения жидкой фазы, которое с силами инерции приводит к появлению на наружной поверхности пленки волнообразного течения. При конденсации пара на поверхности горизонтальной трубы значение числового множителя в уравнении (11.58) равно 0,726, и вместо величины Н следует подставить наружный диаметр трубы. В случае конденсации пара на наружной поверхности пучка горизонтальных труб слой конденсата на нижерасположенных трубах увеличивается, и, следовательно, коэффициент теплоотдачи при этом должен уменьшаться. При приближенных расчетах можно принять, что средний для всего пучка трубок коэффициент тепло­отдачи ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ [где ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ - коэффициент теплоотдачи, определяемый по уравнению (11.58) с коэффициентом 0,726; ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ = 0,7 при П ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ 100 и е = 0,6 при П > 100; n-число трубок в пучке]. При конденсации Пара на наклонной поверхности коэффициент теплоотдачи, полу­ченный по уравнению (11.58), следует умножить на величину (sin ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ )0,25, где ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ -угол наклона поверхности конденсации к горизонту.

Зависимость (11.58) можно получить также обработкой экспериментальных данных с использованием методов теории подобия на основе критериального уравнения

Nu=/(Ga, Pr, K),

где К = R/(C ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ t) -Критерий конденсации; r-теплота парообразования.

Критерий конденсации (или фазового превращения) представляет собой отношение теплоты фазового перехода R К теплоте охлаждения конденсата от температуры насыщения до температуры поверхности.

Все физические константы в уравнении (11.58) относятся к конденсату при его средней температуре 0,5(tП + tСТ). Величиной ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ T = TПTСт в уравнении (11.58) задаются (обычно в пределах 3-8 К), а затем, после определения ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ , проверяют ее методом' последовательных приближений.

Процессы и аппараты упаковочного производства

Упаковочные материалы оптом

Упаковка играет важную роль при хранении, транспортировке и продаже любой продукции. Электроника и бытовая техника, одежда, обувь и товары пищевой промышленности – все они должны быть упакованы в соответствии с …

Известь: классификация и применение

Известь получается в результате обжига горных пород, известняка и прочих продуктов. Наиболее часто используется в дорожной, нефтяной, строительной областях. Процесс извести происходит благодаря воде и в результате этого процесса появляется …

СХЕМЫ АБСОРБЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Схемы промышленных абсорбционных установок можно разделить На две основные группы: 1) с однократным использованием абсорБента ( г. е. десорбция поглощенных компонентов не производится); 2) с многократным использованием абсорбента (т. е. …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.