傳熱學：凝結換熱

凝結換熱：蒸汽在低於其飽和溫度的壁面上凝結時的換熱過程﹐是具有相變特點的兩相流換熱。蒸汽凝結時放出汽化潛熱而凝成液體。

如凝結液能潤濕壁面﹐則在壁面上形成一層液膜﹐受重力作用向下流動。液膜表面上蒸汽的凝結﹐通過液膜向壁面傳遞熱量﹐這稱為膜狀凝結換熱。如果凝結液不能潤濕壁面﹐則將聚成珠狀滾落﹐稱為珠狀凝結換熱。這時蒸汽仍能直接在壁面上凝結﹐熱量的傳遞沒有液膜的阻隔﹐換熱強度可比膜狀凝結高至10倍。但珠狀凝結是很難保持的﹐只有金屬蒸氣的凝結﹑滲入某種有機物(如油酸﹑辛醇等)蒸汽的水蒸汽在金屬壁面上的凝結﹑水蒸汽在塗有矽油﹑聚四氟乙烯等壁面上凝結﹐才是珠狀凝結。如果水蒸汽中含有不凝結氣體﹐則換熱會大大減弱﹐所以在凝汽設備中必須將不凝結氣體排除。工業設備中常見的水蒸汽或其他蒸汽在金屬壁面上的凝結一般都是膜狀凝結。蒸汽在豎管外表面上凝結時﹐液膜沿管長不斷增厚﹐換熱逐漸減弱。對於橫管﹐因管徑有限﹐液膜不會太厚﹐所以橫管的凝結換熱係數較豎管為大。蒸汽流動時﹐如方向與液膜的流動方向相同﹐則會使液膜減薄﹐換熱增強﹔如方向相反﹐則液膜增厚﹐換熱減弱。蒸汽流速較大時會把液膜吹散﹐使換熱增強。蒸汽在橫管束中凝結時﹐流過各排管子的蒸汽速度是依次減小的﹐同時﹐下面的管子受上面管子滴下的凝結液的影響﹐膜層變得較厚而又有擾動。管束對凝結換熱的影響是一個相當複雜的問題﹐尚未研究出普遍適用的規律。