ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория пленочной конденсации на охлаждаемой вертикальной стенке (теория Нуссельта). Влияние различных факторов на теплоотдачу при ламинарном течении пленки из "Тепломассообмен Изд3" Пусть имеется вертикальная стенка (рис. 12.2), температура которой = onst. Около стенки находится неподвижный сухой насыщенный пар, температура которого Т . Предположим, что течение пленки ламинарное инерционные силы, вызываемые ускорением пленки, пренебрежимо малы по сравнению с силами вязкости и силами тяжести конвективный перенос теплоты незначителен по сравнению с переносом теплоты поперек пленки (вдоль пленки перенос теплоты не учитывается) силы трения на границе пленка — пар пренебрежимо малы физические свойства конденсата (р , и ц ) от температуры не зависят. В такой постановке задача о теплообмене при конденсации была решена Нуссельтом (1916 г.). [c.301] Режим течения пленки зависит от числа Рейнольдса. [c.301] Опытами установлено, что критическое число Ке р = 1600. Теория Нуссельта справедлива (с учетом поправок, о которых будет сказано ниже) при Ке Ке р. [c.302] Второе граничное условие является следствием того, что при у = 8 силы трения равны нулю. В уравнении движения и р , — плотности жидкости и пара в состоянии насыщения (при Т = Т ). [c.303] Теория пленочной конденсации при переменной температуре была предложена Д.А. Лабунцовым . [c.304] Запишем уравнение теплового баланса где значения V и 5 соответствуют сечению х = к. [c.304] статью Лабунцов Д.А. Обобщение теории конденсации Нуссельта на условия пространственно-неравномерного поля температур теплообменной поверхности // Тр. МЭИ. 1965. Вып. 63. [c.304] Таким образом, мы получили, что формула Нуссельта для а справедлива и в том случае, когда температура стенки не постоянна, а зависит от х. [c.305] Дальнейшее изучение теории пленочной конденсации (Г.Н. Кружилин, Д.А. Лабунцов) показало, что принятые Нуссельтом допущения в обычных условиях не дают большой погрешности при определении коэффициента теплоотдачи, если безразмерная величина К = г1 СрАГ) 5 и число Рг 1. Это видно из рис. 12.4, на котором дано сопоставление уточненного значения а со значением рассчитанным по теории Нуссельта. [c.305] Последняя формула показывает, что по мере увеличения расхода жидкости (т.е. с увеличением Ке) интенсивность волнового возмущения возрастает, а при Ке = 1600 8у == 1,27. [c.305] Коэффициент теплоотдачи для влажного пара (при влажности менее 20 %) рассчитывается по тем же формулам, что и для сухого насыщенного пара без внесения каких-либо изменений в них. [c.307] Если скорость пара мала, то он не оказывает заметного влияния на сте-кание пленки конденсата, и коэффициент теплоотдачи подчиняется закономерностям, справедливым для неподвижного пара. Однако при больших скоростях влияние пара на пленку становится существенным, причем оно зависит от того, в каком направлении движется пар. Если пар движется сверху вниз, то за счет действия сил трения на поверхности пленки скорость ее течения увеличивается, а толщина уменьшается. Это приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. Кроме того, при больших скоростях пара критическое значение числа Ке уменьшается и переход к турбулентному режиму течения пленки происходит раньше, чем в случае неподвижного пара. Если пар движется снизу вверх, то при постепенном увеличении скорости сначала силы трения тормозят течение пленки, а затем, когда силы тяжести уже становятся меньше сил трения, пленка потоком пара увлекается вверх и частично срывается с поверхности стенки. В соответствии с этим коэффициент теплоотдачи с ростом скорости пара сначала уменьшается, а затем, пройдя через минимум, увеличивается. [c.307] Отметим, что как в рассмотренном примере, так и ранее мы не учитывали напряжения, обусловленные существованием плотности поперечного потока массы на границе раздела фаз. Обычно эти напряжения малы, однако в случае сильной конденсации (при больших значениях)) они могут играть существенную роль. [c.308] Вернуться к основной статье