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        冷凝器傳熱的影響因素

        來源: 冷凝器傳熱影響因素
        時間: 2023-06-12
        瀏覽次數: 1188

        由于冷凝傳熱的復雜性,很多因素的改變都會對冷凝器傳熱產生影響,冷凝傳熱的主要影響因素有不凝氣、氣體流速、氣流方向、液膜雷諾系數和管排數等。

        由于冷凝傳熱的復雜性,很多因素的改變都會對冷凝器傳熱產生影響,冷凝傳熱的主要影響因素有不凝氣、氣體流速、氣流方向、液膜雷諾系數和管排數等。
         
        1.不凝氣
        不凝氣的存在將會對冷凝傳熱產生十分不利的影響,如水蒸氣中含一點點的空氣,將會使冷凝傳熱系數下降60%。因為隨著蒸氣的冷凝,在界面處的不凝氣濃度將不斷增加,裝氣在抵達液膜表面冷凝前必須以擴散方式穿過聚積在果面附近的不凝氣層,增加了傳熱阻力;蒸氣分壓的下降使得相應的飽和溫度下降,從而減小了冷凝溫差推動力。因此在冷凝器沒計中,避免不凝氣聚集很重要。

        2.氣體流速
        氣體流速對冷凝傳熱的影響在低流速時可忽略不計,但在高流速時氣流會對液膜表面產
        生明顯的粘滯應力。在工業操作的流速范圍內,氣體流速對冷凝傳熱系數的影響很小。

        冷凝器傳熱的影響因素

        3.氣流方向
        如果氣流方向與液膜流動方向一致時,將拉薄液膜,對冷凝傳熱有利;相反,則會使液膜加厚,使得冷凝傳熱效率下降。比如,液膜是由上向下流動的,當氣體流向與它一致時,因為氣膜有攪動作用,所以對傳熱是有利的;相反,如果氣體由下而上地流動,就會降低液膜向下流動的速度,甚至將下部的部分凝液帶到上面,從而使上面的液膜厚度增加,這樣就會降低平均傳熱系數值,所以在立式冷凝器中氣體自上而下流動。

        另外在冷凝器中,因為折流板的關系,使氣體流向與管子垂直,這樣,由于氣體對凝液的剪切效應使凝液吹脫,就使飽和氣體冷凝時實際的平均傳熱系數值比計算值稍大,因此應盡量使氣流垂直于管子

        4.液膜雷諾數
        在工業上冷凝過程多半是在層流區城,在此區域中平均傳熱系數值與雷諾數的定性關系與無相變的對流傳熱不同。

        當雷諾系數<2100,即在層流區域時,隨著冷凝量的增加,平均的液膜厚度也隨著增加,這就使平均傳熱系數值隨冷凝量的增加而減小,即平均傳熱系數值隨氣體流率的增加而減小。上述情況與無相變的換熱器正好相反,所以在設計冷凝器時應該考慮到這個關系。這里需要著重指出:增加冷凝量對平均傳熱系數的影響與增加氣體流速的影響是兩個不同的概念,切勿混淆。

        5.管排數
        氣體在換熱管管束外冷凝時,上排管子的冷凝液將會滴落到下排管,使下排管的冷凝傳熱效率下降,但冷凝液滴落時會產生飛濺以及對液膜的沖擊擾動,又使得下排管的冷凝傳熱得以強化,因此在設計時應綜合考慮。

        冷凝器

        6.冷凝器安排方式的影響
        管殼式冷凝器有立式與臥式兩種,當冷凝器的個數較多時,在安排上又有串聯與并聯兩種。因此在選用型號時,可直接選用一個大的或幾個小的。

        而這幾種安排方式的比較,實質上就是對飽和氣體的冷凝在層流階段從熱負荷與評價傳熱系數兩者的比較中,選取對平均傳熱系數有利的方案?,F將比較結果匯總如下:
        6.1對于一臺冷凝器,當飽和氣體的流率相同,冷凝器的型號相同時,臥式冷凝器的平均傳熱系數比立式的高;
        6.2不論哪一種系列,臥式的平均傳熱系數都比立式的高;
        6.3在臥式冷凝器中,兩種系列采用幾個小的并聯,其平均傳熱系數較高,這一點對三角形排列的系列更明顯一些;
        6.4在立式冷凝器中,幾個小的并聯,其平均傳熱系數都與一個大的相同,當然采用一個大的,鋼材要省一些。同時可以看出,采用串聯式是不合理的。

        7.冷凝傳熱的強化
        7.1改變冷凝表面的物理性質:通過加滴狀冷凝促進劑,冷凝表面鍍貴金屬和涂高分子材料,冷凝液在表面張力的作用下使冷凝過程呈滴狀冷凝,加大傳熱系數,以而強化傳熱。
        7.2使用低翅片管(或螺紋管等):使用低翅片管可達到增加傳熱面積和改變冷凝液分布的效果,從而強化冷凝傳熱。



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