Теплоотдача при пленочной конденсации насыщенного пара

При обогреве аппарата насыщенным водяным паром [3] происходит конденсация на плоской или цилиндрической вертикальной поверхности высотой Н при ламинарном течении пленки конденсата (теоретическая формула Нуссельта) и коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя a₁, Вт/(м∙К) рассчитываем по формуле:

, (3.9)

где – коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/(м·К); – плотность конденсата, кг/м³; r – удельная теплота конденсации насыщенного пара, Дж/(кг∙К); – динамическая вязкость конденсата, Па∙с (по прил. А табл. А.4); Н – высота стенки, на которой идет конденсация, м; – разность температур между стеной и конденсатом (ориентировочно принимают 5÷10 °С).

Вт/(м²∙К).

Истинное значение коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя , Вт/(м∙К), определяется по выражению:

, (3.10)

где – коэффициент, зависящий от концентрации неконденсирующих газов в паре, при Y = 1 % (рис. 3.1).

Определим коэффициент теплоотдачи с учётом данных, приведенных на рис.3.1, = 0,45.

Вт/(м²∙К).

Для плоской стенки коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²∙К), определяется по уравнению

, (3.11)

где α₁ и α₂ – коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителей, Вт/(м²∙К); – термическое сопротивление стенки и загрязнений, (м²∙К)/Вт.

Рисунок 3.1 – Влияние примесей воздуха на коэффициент теплоотдачи

, (3.12)

где – толщина стенки аппарата, м; – коэффициент теплопроводности стенки аппарата, Вт/(м·К), определяются по табл. 3.1; = 7,5 мм, нержавеющая сталь; = 0,5 мм, эмаль.

Таблица 3.1 – Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов при 0–100 °С

Вт/(м²×К).