Описанные эффекты учитывают при расчетах введением попра-
вочного множителя ε
w
который как всегда определен опытным путем
и приводится обычно в виде графика зависимости ε
w
= f (w
п
). Такой
график приведен на рис. 2.58.
4 При конденсации влажного пара с высокой степенью сухости
(х > 0,8) величина α практически не зависит от сухости пара, поэтому
никаких поправок не вводят. При конденсации перегретого пара с не-
большой степенью перегрева, расчеты ведут по обычным формулам,
но вместо теплоты парообразования r в них ставят величину r + c
p
(t
пп
– t
н
), т.е. учитывают теплоту перегрева. Это незначительно увеличи-
вает значение α. При конденсации существенно перегретого пара (∆t > 30 К) рассчитывают отдельно
поверхность, необходимую для охлаждения пара до t
н
, а далее – поверхность конденсации обычным
способом.
5 В отдельных случаях, особенно в технологических установках,
на конденсацию поступает пар, содержащий примеси воздуха. При
этом по мере конденсации пара вблизи стенки увеличивается концен-
трация неконденсирующегося газа, что затрудняет приток пара к хо-
лодной стенке. В результате интенсивность теплоотдачи резко
уменьшается. Учитывают это введением в расчетные формулы по-
правочного множителя ε
в
, зависимость которого от процентного со-
держания воздуха в смеси показана на рис. 2.59. Из рисунка видно,
что даже небольшие (4 % по массе) примеси воздуха уменьшают α
почти в пять раз. Вот почему конденсаторы, работающие под вакуу-
мом и подсасывающие воздух из атмосферы, периодически продувают,
чтобы удалить скапливающийся в них воздух.
6 При конденсации на трубных пучках конденсат с верхних труб стекает на нижние, в результате
средняя толщина пленки здесь больше. Одновременно это отекание вызывает дополнительную турбу-
лизацию пленки на нижних трубах. В результате средний коэффициент теплоотдачи для всего
пучка получается несколько меньше, чем на одиночной трубе. Это уменьшение тем больше, чем боль-
шее число труб находится в одном вертикальном ряду. При расчетах это учитывают с помощью попра-
вочного множителя ε
п
, зависящего от числа труб в, расположенных друг под другом. Величину ε
п
нахо-
дят или по графику на рис. 2.60, или рассчитывают по формулам:
для коридорного пучка п= (1/n)
0,25
,
для шахматного пучка n= 0,1+ (1/n)
0,25
.
7 При эксплуатации всегда возникает загрязнение поверхности конденсации пленкой окислов, на-
кипи и др. Это может снижать величину α на 20 … 30 %, что необходимо учитывать, назначая соот-
ветствующие коэффициенты запаса.
2.3.10 Теплоотдача при кипении
З
накомое с детства и завораживающее взгляд кипение в действительности является одним из наиболее
сложных процессов, обеспечивающих наибольшую интенсивность теплообмена. Кипение – это процесс
парообразования, сопровождающийся бурным выделением пузырьков пара. Особенности такого про-
цесса рассмотрим сначала на примере кипения в большом объеме, хотя такое кипение не очень часто
встречается в технике.
Если рассматривать отдельный пузырек пара внутри кипящей жидкости, то можно отметить, что со
стороны жидкости на пар действует не только сила давления р
н
но и дополнительная сила, создаваемая
поверхностным натяжением жидкости
,
нн
п
ннп
R
p
R
R
p
S
l
pppp
2
4
2
2
+=
π
+=
+=∆+=
где R – радиус пузырька; σ – коэффициент поверхностного натяжения жидкости. Значит существование
и рост пузырька возможны только тогда, когда жидкость имеет температуру, несколько большую, чем
ε
w
1,0
1,5
2,0
2,5
2
22
ρ
αρ
g
w
500 1000 1500
Рис. 2.58 Зависимость
0 1 2 3 4 5 6 7 8 C%
Рис. 2.59 Зависимость ε
в
=
f (c)