膜狀冷凝是冷凝過程的一種。其特點是冷凝液能形成液膜而完全潤濕器壁表面。液膜愈積愈厚,多餘的冷凝液就沿壁流下。由於壁面上始終覆蓋著一層液膜,壁面和被冷凝蒸氣間的傳熱遇到了阻力,所以傳熱效率較低於滴狀冷凝。
概況
採用分子動力學模擬方法,對氬蒸氣在鉑金屬表面發生的膜狀冷凝過程進行了研究。為保證冷凝過程在相對較長時間範圍內持續穩定進行,提出了一種改進的氣態分子補充方法.通過逐時對系統內局部溫度及密度進行統計,獲得了不同時刻的參數分布。結果顯示:在模擬時間範圍內,液膜厚度近似線性增加,壁面附近液相分子受固壁勢能作用而呈現出密度振盪的“液體層狀化”分布;液膜內產生溫度梯度,固液界面處溫度跳躍現象明顯。考察了氣體溫度以及壁面潤濕性變化產生的影響,結果表明:隨著氣體溫度的升高,溫度梯度以及溫度跳躍均增大;液相密度略有下降,液體內層狀區域的密度振盪範圍略有減小,氣液界面厚度增加;質量流率以及液膜厚度增長速率也都增大,反映出更大的氣固溫差加快了冷凝過程的進行,這一點與巨觀規律一致.隨著潤濕性增強;液膜厚度增長加快,液體層狀區內的密度振盪範圍增加,液膜內溫度梯度增大,溫度跳躍大幅減小,冷凝過程得到顯著強化。顯然,近壁面區內的熱傳導對整個冷凝過程進行的速度具有重要影響。