Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Теплопередача в конденсаторах

Теплопередача в конденсаторах

Страница 4 из 7

В конденсаторах холодильных установок тепло переходит от хладагента к воде или воздуху через стенку металлической трубы. На процесс теплообмена между жидкостью и стенкой трубы существенное влияние оказывает ламинарный или турбулентный режим движения жидкости.

В первом случае благодаря параллельности струй передача тепла от жидкости к стенке возможна только путем теплопроводности через жидкость. Во втором случае из-за хаотичного движения частиц жидкости перенос тепла осуществляется не только путем теплопроводности, но и путем конвекции. Вместе с перемешиванием жидкости происходит перенос тепла из слоев, более нагретых, в более холодные. При турбулентном движении непосредственно около стенок образуется слой жидкости, движущийся ламинарно. Этот слой, называемый пограничным, оказывает существенное влияние на теплообмен в конденсаторах. В турбулентном ядре теплопередача от жидкости к стенке трубы осуществляется путем теплопроводности и в значительной степени конвекции.

Интенсивность теплопередачи в конденсаторах зависит от скорости движения охлаждающей воды или воздуха, скорости отвода жидкого хладагента с теплопередающей поверхности, степени загрязнения этой поверхности маслом, осадками из воды или воздуха.

Количество тепла Q, передаваемое через поверхность F конденсатора в единицу времени (1 час), прямо пропорционально средней логарифмической разности температуру ∆tл хладагента и воды (воздуха) и коэффициенту теплопередачи К:

Q = KFtл,

откуда

190214_f1

Эффективность теплопередачи конденсатора характеризуется коэффициентом теплопередачи К, измеряемым Вт/(м2·К), а также удельным тепловым потоком qF, величина которого определяется по формуле

qF = Кtл.

При малой толщине стенок труб по сравнению с их диаметром коэффициенты теплопередачи определяются с достаточной точностью по общей формуле для плоской стенки:

190214_f2

где α1 и α2 – коэффициенты теплоотдачи от теплой среды к стенке трубы и от нее к холодной среде, Вт/(м2·К);

δ – толщина стенки трубы и различных отложений, м;

λ – коэффициент теплопроводности металла стенки, отложений и осадков, Вт/(м·К).

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется термическим сопротивлением:

190214_f3

Ниже даны значения λ в Вт/(м·К) для некоторых металлов, а также осадков и загрязнений:

Алюминий 229
Бронза 48
Бронза фосфористая 45,4
Латунь 106
Медь чистая 395
Медь техническая 386
Свинец 34,5
Сталь углеродистая 45,4
Цинк 113
Чугун 58
Глицерин безводный 0,3
Смазочное масло 0,14
Водный лед 2,3
Снег (200 кг/м3) 0,11
Снег (400 кг/м3) 0,47
Отложение накипи 1,8
Соль NaCl 3.70
Соль CaCl 0,70
Окраска 0,23
Земля 0,81

Наиболее трудно определить коэффициенты теплопередачи α1 и α2. Для их повышения необходимо обеспечить чистоту теплопередающей поверхности и быстрый отвод с нее конденсата. Коэффициент теплоотдачи значительно уменьшается при попадании воздуха в пары хладагента.

Коэффициент теплопередачи конденсатора определяют по формуле

190214_f4

где α1 – коэффициент теплоотдачи от хладагента к стенке трубы, Вт/(м2·К);

α2 – коэффициент теплоотдачи от стенок трубы к воде или воздуху;

dв и dх.а – диаметр трубы со стороны воды и хладагента, м.

Примерные значения коэффициентов теплоотдачи при конденсации: для аммиака α1 = 7300÷10800 Вт/(м2·К); для хладона-12 α1 = 1200÷2300 Вт/(м2·К); для фреона-22 α1 = 1500÷2900 Вт/(м2·К); для воды α2 = 1800÷5000 Вт/(м2·К); для воздуха α2 = 23÷93 Вт/(м2·К) при ω = 3÷8 м/с.

Сжижение паров хладагента происходит на холодной поверхности труб конденсатора при температуре насыщения, соответствующей давлению в нем. По характеру конденсацию подразделяют на пленочную, капельную и смешанную. Наиболее высокий коэффициент теплоотдачи дает капельная конденсация, так как в этом случае пар хладагента непосредственно соприкасается с холодной поверхностью труб. При пленочной конденсации образовавшаяся пленка жидкости создает термическое сопротивление теплоотдаче. Чаще всего в конденсаторах наблюдается пленочная конденсация хладагента.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика