Плотность теплового потока при стекании пленки конденсата

Тепловой поток q, (Вт/м²) при конденсации сухого насыщенного пара определяется зависимостью (6). На интенсивность теплообмена при пленочной конденсации влияют скорость и направление движения пара, примеси, давление насыщенного пара, вязкость и плотность конденсата, форма и расположение поверхности конденсации. Массовый расход конденсата в сечении x (рис.10.5) на вертикальной поверхности конденсации:

(10.10)

где – средняя скорость движения конденсата выражается через среднюю скорость поступающего к стенке конденсирующегося пара , площадь конденсации , где l_z – размер стенки в направлении нормали к плоскости xy и через плотности пара и жидкости:

(10.11)

На участке [0,x] за одну секунду конденсируется G, (кг/с) конденсата и передается тепловая мощность:

(10.12)

где - средний на участке [0,x] коэффициент теплоотдачи , - локальный в сечении x коэффициент теплоотдачи, - средний на участке [0,x] температурный напор. С учетом (10.6) получаем:

, (Вт) (10.13)

где G = j_gl×f – массовый расход пара, конденсирующегося на поверхности f = х∙l_Z и стекающей через сечение δ(х), l_Z.

Из сопоставлений формул (13) и (12) получаем

(10.14)

откуда средняя скорость конденсата в сечении х: и число Рейнольдса

(10.15)

Средняя скорость перемещения пара к стенке из соотношений (10.10)-(10.13)

(10.16)

или, с учетом ,

(10.17)

Так, например для существенного теплового потока q = 1.2×10³ (кВт/м²) при конденсации водяного пара в нормальных условиях .

Для участка стенки конденсата [x,x+dx] изменение расхода

(10.18)

Локальный, относительный к единице площади тепловой поток на отрезке [x,x+dx] имеет вид

(10.19)

Выражение (10.19) определяет локальный тепловой поток при конденсации на поверхности при известном поле скорости в пленке и известных теплофизических характеристиках пара и r.