Теплообмен при конденсации (1974)

Туманное утро на реке.

Роса на листьях розы.

Вид на тепловую электростанцию.

На современных тепловых электростанциях конденсацию отработавшего водяного пара осуществляет после турбины в конденсаторах.

Мультфильм, поясняющий работу конденсатора.

В лаборатории показан процесс возникновения конденсации.

Процессы конденсации широко изучаются теоретически и экспериментально.

Журнал наблюдений в лаборатории.

Капли воды на стекле.

На не смачиваемых поверхностях теплообмена, при конденсации жидких металлов, на поверхностях загрязненных жиром пар конденсируется в виде отдельных капель.

Крупно капли сползают по поверхности.

На поверхности вместе с каплями существует тонкая и неустойчивая пленка жидкости.

В местах разрыва пленка конденсата стягивается в капли.

Силы поверхностного натяжения препятствуют растеканию капли.

Под их воздействием капля приобретает форму сферы.

Мультфильм, объясняющий интенсивность процесса конденсации.

В следствии более интенсивного отвода тепла большая часть молекул конденсируется у основания капли, в области более низких температур.

Под действием сил поверхностного натяжения жидкость стремится сократить свою поверхность, поэтому при соприкосновении двух капель они сливаются в одну.

На освободившихся центрах конденсации немедленно возникают новые капли.

Часть поверхности незанятой каплями, покрыта тонкой пленкой конденсата с малым термическим сопротивлением, поэтому коэффициент отдачи при капельной конденсации сравнительно высок.

Показано значение коэффициента.

Если конденсат смачивает поверхность, то капли растекаются по ней.

В конце концов они сливаются в сплошную макроскопическую пленку.

Такой режим конденсации называется пленочным.

Он наиболее характерен для промышленных теплообменных аппаратов.

Мультфильм, показывающий процесс пленочной конденсации.

Формула теплового потока.

При вертикальном расположении поверхности теплообмена течение пленки в ее верхней части ламинарна.

Мультфильм.

По толщине пленки конденсата распределение скорости меняется.

Мультфильм, поясняющий эти изменения.

Мультфильм, показывающий движение пленки в случае, если пар неподвижен.

Если пар движется сверху вниз, то он увлекает за собой пленку и уменьшает ее толщину.

При движении пара снизу вверх толщина пленки увеличивается.

При большой скорости пар срывает пленку с конденсирующей поверхности.

В этом случае уменьшается термическое сопротивление пленки и увеличивается интенсивность теплообмена.

Для уменьшения толщины пленки на вертикальных трубах, применяют конденсатоотводчики.

Эффективное уменьшение толщины пленки может быть достигнуто горизонтальным расположением труб.

Такое расположение труб используют в конденсаторах паровых турбин и во многих промышленных теплообменных аппаратах.

Трубы с мелко волнистой поверхностью, используемые для интенсификации процесса теплообмена.

Эффективность такой формы поверхности обусловлена уменьшением толщины пленки и увеличением поверхности теплообмена.

Чередование кадров с конденсацией на таких трубах.

При работе теплообменных аппаратов на поверхностях труб возможно образование окислов и минеральных отложений.

Мультфильм, поясняющий воздействие этих образований на теплообмен.

К снижению интенсивности теплообмена приводит также наличие в паре примесей неконденсирующихся газов.

Мультфильм, поясняющий этот процесс и варианты борьбы с этим явлением.

Обычные современные теплообменные аппараты имеют развитые поверхности теплообмена.

Трубы в них компонуют в пучки.

Два вида компоновки коридорная и шахматная.

При коридорном расположении труб на каждую нижнюю трубу, начиная со второго ряда, стекает конденсат.

Он собирается вдоль нижней образующей каждой трубы и удерживается силами поверхностного натяжения до тех пор, пока силы тяжести на оторвут его.

Поэтому на каждой следующей трубе пленка увеличивается.

Утолщение пленки приводит к ухудшению теплообмена.

В ряде случаев более выгодным оказывается шахматное расположение труб.

Здесь на нижние трубы поступает меньшее количество конденсата.

Поверхности теплообмена конденсаторов современных тепловых электростанций компонуют в виде горизонтальных шахматных пучков.

Внутри труб циркулирует охлаждающая вода, которая отводит тепло, выделяющееся при конденсате пара на наружные поверхности труб.

Для конденсации одного килограмма пара обычно расходуется 50-60кг воды.

Применение многоходовой системы движения теплоносителей позволяет равномерно распределять температурные напоры по поверхности теплообмена.

Существуют теплообменные аппараты и с вертикальным расположением теплообменных пучков.

Пульт управления теплоэлектростанцией.

Оператор идет мимо пульта, регистрирующего показания приборов.

Внутренние помещения ТЭЦ.