Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен: Задания на курсовое проектирование и методические указания к выполнению, страница 6

Определить при этом необходимость установки конденсатоотводчиков на вертикальной трубке.

Затем определить коэффициент теплоотдачи при конденсации пара в гори­зонтальном трубном пучке в условиях поперечного обтекания.

Рассмотрим факторы, влияющие на теплообмен при конденсации пара.

1) Влияние давления пара.

Формулы (35) и (36) получены для условий теплообмена в процессе конденса­ции неподвижного сухого пара при больших давлениях, когда плотность пара соизмерима с плотностью конденсата. При малых давлениях (р < 0,1 МПа) плотность пара  по сравнению с плотностью конденсата ни­чтожно мала и поэтому множитель  приближается к единице. Тогда в формулах (35) и (36) вместо критерия Архимеда можно принять критерий Га­лилея (). Следовательно, критерий Архимеда учиты­вает влияние эффекта повышения давления пара.

2) Влияние степени сухости и перегрева пара.

Влияние этого фактора учитывается критерием Кутателадзе Ка. Для влаж­ного пара значение критерия Ка определяется по формуле:

                                                                        (37)

а для перегретого пара –

                                                                     (38)

где     соответственно энтальпии перегретого и сухого насыщенного пара;

          х – степень сухости пара;

          c_p – массовая теплоемкость конденсата при температуре t_s, ;

          t_с – температура стенки, .

3) Изменение физических характеристик среды от температуры в процессе фазового перехода учитывается коэффициентом

                                                                       (39)

где величины  выбираются из таблиц [6] при температуре стенки t_с, а при температуре насыщения t_s.

4) Влияние волнового характера движения пленки.

Волновое течение пленки конденсата развивается на вертикальных поверх­ностях под действием сил поверхностного натяжения сконденсированной среды. Его влияние учитывается коэффициентом

                                                                                  (40)

где степень турбулентности пленки оценивается числом Рейнольдса:

                                                   (41)

При конденсации пара на горизонтальной трубе волновое течение не успевает развиться, и поэтому этот фактор не учитывается.

5) Влияние попутного движения пара.

Конденсатная пленка, образуясь, стекает вниз под действием силы тяжес-ти. Попутное движение пара интенсифицирует теплообмен, ускоряя движение пленки. Движение пара во встречном направлении к направлению движения пленки наоборот затрудняет теплообмен, утолщая пленку. Это влияние учи­ты-вается коэффициентом

                                                          (42)

 где                                                           (43)

                                                                            (44)

           – критерий Фруда;                                           (45)

          w – скорость в среднем сечении пучка, ;

          d – наружный диаметр трубы, м.

6) Влияние наличия в паре неконденсирующегося компо­нента (воздуха).

Вследствие притока к охлаждаемой стенке вместе с конденсирующимся паром неконденсирующегося воздуха у стенки образуются повышенная концентрация газа и пониженное парциальное давление пара при неизменном давлении смеси пара и воздуха (закон Дальтона). У стенки осуществляется конвективно-диффузионный перенос пара, возникает так называемый Стефановский поток, что снижает интенсивность теплообмена. Этот фактор учитывается коэффициентом

                                                                                 (46)

где     t_ж – температура насыщения при парциальном давлении пара в смеси с воздухом;