Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Теплообмен при конденсации пара из парогазовой смеси




Во многих теплообменных аппаратах горячим теплоносителем являю-

тся многокомпонентные смеси газов. Если температура поверхности теплообмена ниже температуры температури насыщения –го компонента смеси, то на поверхности теплообмена происходит конденсация этого компонента. В этом случае передача теплоты от парогазовой смеси к поверхности теплообмена осуществляется совместно протекающими процессами конвективного теплообмена и конвективного массообмена.

При конденсации пара из парогазовой смеси его концентрация у поверхности теплообмена становится меньше концентрации пара в ядре потока смеси. Возникновение градиента концентрации приводит к появлению потока массы пара Jп направленного к поверхности конденсации.

Плотность потока массы пара определяется законом Фика

 

, (150)

 

где – плотность потока массы пара, кг / 2с); Jп – поток массы пара, кг/с;

D – коэффициент молекулярной диффузии пара относительно газа, м2; – градиенты концентрации пара по нормали к поверхности тела.

Плотность потока массы пара, если считать что смесь подчиняется уравнению состояния идеального газа, определяется из соотношения

 

, (151)

 

где – коэффициент массоотдачи, отнесенный к разности концентрации пара в потоке смеси и у поверхности конденсации, м/с; – плотность, массовая концентрация и парциальное давление пара в потоке парогазовой смеси; – плотность, массовая концентрация и парциальное давление пара у поверхности конденсации; Rп – газовая постоянная пара, Дж/(кг К).

Парциальное давление пара в основном потоке может быть рассчитано по соотношению, справедливому для идеального газа

 

, (152)

 

где и – молярные массы парогазовой смеси и пара, p – давление смеси, МПа.

Парциальное давление пара у поверхности конденсации pп.пов определяется по таблицам термодинамических свойств пара на линии насыщения [ ].

Плотность теплового потока, передаваемого к поверхности теплообмена при совместном протекающих процессах тепло- и массообмена, без учета перегрева парогазовой смеси и переохлаждения конденсата, определяетс по уравнению

 

(153)

 

где qк и qм – плотности тепловых поток, передаваемых при конвективном теплообмене и массообмене, Вm/м2; – конвективный коэффициент теплоотдачи от парогазовой смеси к поверхности теплообмена, Вm/(м2К); r – теплота конденсации, Дж/кг; – общий коэффициент теплоотдачи учитывающий конвективный теплообмен и массообмен, Вm/(м2К).

Общий коэффициент теплоотдачи определяется:

при пленочной конденсации

 

, (154)

 

при капельной конденсации

 

, (155)

 

Для получения значения плотности теплового потока, передаваемого к поверхности теплообмена при совместном протекающих процессах тепло- и массообмена, необходимо рассчитать конвективный коэффициент теплоотдачи и коэффициент массоотдачи (153), входящие в соотношения для определения общего коэффициент теплоотдачи (154), (155).

Для исследования совместно протекающих процессов тепло- и массообмена при конденсации пара из парогазовой смеси рекомендуются использования к аналогии между теплоотдачей и массоотдачей. Теоретическим обоснованием аналогии является сходство дифференциальных уравнений, описывающих процессы теплообмена и массообмена.

На основании этого процесс массоотдачи может быть рассчитан по уравнениям подобия для конвективной теплоотдачи с заменой чисел подобия теплообмена на числа подобия массообмена.

Следовательно, уравнения подобия теплообмена и массообмена при условии существования аналогии между ними имеют вид:

 

; , (156)

 

где – диффузионное число Нуссельта; – диффузионное число Прандтля; .

Если характеристики процессов тепло- и массобмена не соответствуют условиям существования приближенной аналогии между ними, то в уравнения подобия конвективного теплообмена и конвективного массообмена, для учета взаимное влияние этих процессов друг на друга, вводятся дополнительные безразмерные величины - безразмерная разность парциальных давлений пара, учитывающая поперечный поток пара к поверхности конденсации и - обьемное содержание газа в парогазовой смеси.

Уравнение подобия в этом случае принимает следующий вид:

 

(156а)

 

Критериальные уравнения для различных условий конвективного теплообмена - и массобменна приводятся в справочной литературе.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных