水平管内低压蒸汽的冷凝

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1、第54卷第7期化工学报Vol154№72003年7月JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)July2003研究论文水平管内低压蒸汽的冷凝尹铭陈嘉宾马学虎李凇平(大连理工大学化学工程研究所,辽宁大连116012)摘要对水平管内低压蒸汽冷凝现象进行了实验研究.考察了冷却水流量、温度恒定条件下热流密度、蒸汽压力、蒸汽流速对冷凝传热膜系数及总传热系数的影响关系,同时考察了总传热温差、蒸汽进出口温差及压降随热流密度变化的关系.关联出了相应的水平管内冷凝传热膜系数的计

2、算式,计算值与实测值的偏差在±15%以内.关键词低压冷凝水平管中图分类号O642文献标识码A文章编号0438-1157(2003)07-0913-05CONDENSATIONOFLOW2PRESSUREVAPORINHORIZONTALTUBEYINMing,CHENJiabin,MAXuehuandLISongping(InstituteofChemicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012,Liaoning,China)Abstrac

3、tThephenomenonofcondensationoflow2pressurevaporinahorizontaltubewasstudied1Theinteractionsbetweenheatfluxdensity,vaporpressure,vaporvelocityandthecoefficientofheattransferforfilmwisecondensationinthetube,theoverallcoefficientofheattransferwereinvestigated.T

4、herelationshipsbetweenheatfluxdensityandtheoveralltemperaturedifference,thedifferenceintemperatureandpressuredropattheentranceandtheexitofthevaporwereinvestigatedaswell1Analyticalrelationshipswereobtainedforcalculationofthecoefficientofheattransferforfilmwi

5、secondensationinthetube1Thedeviationbetweentheexperimentalvalueandthecalculatedvaluewaslowerthan±15%1Keywordslowpressure,condensation,horizontaltube压状态下制冷系统中的制冷剂,如NH3、R212、引言[1～8]R222等蒸汽的冷凝,对于低压状态下水蒸气的化学工业,尤其在第2类吸收式热泵系统中较冷凝还缺乏切实有效的实验数据.鉴于水资源的日普遍地存在着水平管内低压蒸汽

6、冷凝的现象.传统益匮乏,拟在热泵系统中采用节水、节能、高效的的冷凝理论认为蒸汽冷凝传热热阻分为界面热阻、蒸发式冷凝器替代水冷凝器,为使蒸发式冷凝器的凝液液膜热阻两部分.其中,界面热阻的出现是由设计更趋合理可靠,有必要对水平管内低压蒸汽的于汽相与液相分界面上的温度突变而引起的.根据冷凝做进一步的研究.许多实验研究得出:纯净水蒸气在大于10kPa的1实验装置和方法压力下冷凝时,可近似地认为相分界面处不存在温度突变;而在小于10kPa的压力下冷凝时,界面实验装置如图1所示,包括蒸发式冷凝器和抽热阻可与凝液液膜热阻相

7、当,甚至比凝液液膜热阻真空系统两个组成部分,而蒸发式冷凝器实际上是大得多.然而,前人的研究工作大多集中于中、高将冷凝器和凉水塔组合在一起的换热设备.2001-09-12收到初稿,2001-11-17收到修改稿.Receiveddate:2001-09-12.联系人及第一作者:尹铭,男,25岁,硕士.Correspondingauthor:YINMing,master.©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserve

8、d.http://www.cnki.net·914·化工学报2003年7月-235000W·m,蒸汽压力p=1～6kPa,蒸汽流速-1Wv=30～250m·s的范围内进行.根据牛顿冷却定律由计量罐内凝液积累速率确定热流量,从而反算得到管内冷凝传热膜系数.结果表明,水平管内低压蒸汽冷凝过程与常压条件下蒸汽冷凝过程相同,管内冷凝传热膜系数随热流密度、蒸汽压力的增大而增大,但低压条件下热流密度、蒸汽压力对