8.2. Конденсация движущегося пара

Паровой поток, движущийся относительно стенки, оказывает динамическое воздействие на пленку конденсата, что вызывает изменение коэффициента теплоотдачи. Влияние скорости набегающей потока насыщенного пара следует учитывать при м/с и .

Горизонтальный цилиндр с наружным диаметром d омывается поперечным потоком пара, конденсирующегося на внешней поверхности цилиндра; при этом

,(187) где ;;;;

, — теплопроводность и кинематическая вязкость конденсата, определяются по .

Формула (187) используется при ;.

Пучок горизонтальных труб омывается движущимся сверху вниз поперечным потоком насыщенного пара; методика приближенного расчета включает определение следующих величин:

1) коэффициента теплоотдачи на первом ряду труб

,(188) где — средний коэффициент теплоотдачи при конденсации неподвижного пара, определяется по формуле (179); , — плотность пара и конденсата при температуре ; — скорость пара в узком сечении горизонтального ряда труб; d — наружный диаметр труб; —тепло­проводность конденсата при .

Формула (188) применяется для водяного пара при , давлении от до Па, числе Рейнольдса от 46 до 864 и объемном содержании воздуха в паре до 0,017%;

2) расхода пара на 1 м длины трубы первого ряда

,(189) где — скорость пара перед первым рядом труб; — плотность па­ра, находится по ; — поперечный шаг труб;

3) количества пара, сконденсировавшегося на 1 м длины трубы первого ряда в секунду,

,(190) где r — теплота парообразования при ;

4) расхода пара на 1 м длины трубы второго ряда

;(191)

5) скорости пара перед трубами второго ряда с учетом частич­ной конденсации пара на трубах первого ряда и равенства площади поверхности теплоотдачи на всех рядах пучка

;(192)

6) коэффициента теплоотдачи на трубах второго ряда, который находится с учетом влияния скорости пара, исходя из формулы (188):

;(193)

7) количества пара , сконденсировавшегося на 1 м длины трубы второго ряда.в секунду,

;(194)

8) поправки на снижение теплоотдачи из-за натекания конденсата сверху на трубу второго ряда

,(195) где — суммарное количество конденсата, стекающего по трубе i-го ряда; — количество конденсата, образующегося на трубе i-го ряда; п — количество рядов труб по высоте коридорного пучка или половина рядов труб шахматного пучка.

Для примера эта поправка для трубы второго ряда:

;

9) действительного коэффициента теплоотдачи на трубе второго ряда

.(196)

Расчет продолжается для остальных рядов пучка подобным же образом на основе пп. 1—9. Для всего пучка средний коэффициент теплоотдачи

,(197) где F — общая площадь поверхности трубного пучка; — площадь поверхности i-го ряда труб.

При одинаковой поверхности теплообмена в каждом из n рядов пучка средний коэффициент теплоотдачи пучка

.(198)

Лекция № 19

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ

Кипение — процесс возникновения паровой фазы внутри перегретой жидкости или на греющей стенке.

Перегрев жидкости — превышение ее температуры над темпе­ратурой насыщения при данном давлении.

При кипении жидкости в большом объеме в зависимости от темпе­ратурного напора или плотности теплового потока q на по­верхности греющей стенки различают пузырьковый и пленочный режи­мы кипения. Максимальная тепловая нагрузка при пузырьковом режи­ме кипения называется первой критической плотностью теплового потока.

Процесс кипения жидкости, движущейся в канале или трубе, ха­рактеризуется рядом особенностей. В зависимости от скорости движе­ния жидкости, ее теплофизических свойств, давления, диаметра и дли­ны трубы, расположения ее в пространстве различают несколько режимов течения, например пузырьковый, снарядный, эмульсионный, дис­персно-кольцевой, расслоенный.