ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Теплообмен при конденсации пара из парогазовой смесиВо 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 / (м2с); Jп – поток массы пара, кг/с; D – коэффициент молекулярной диффузии пара относительно газа, м2/с; – 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:
|