Конденсация на ребристых поверхностях

Когда ребра толщиной порядка 1 мм помимо обычного эффекта увеличения теплового потока за счет роста поверхности конденсации возникает возможность увеличения коэффициента теплоотдачи, обусловлена ??действием сил поверхностного натяжения. Один из благоприятных для этого типа ребристой поверхности.

Поверхность пленки на выступлениях выпуклая, а на впадинах - вогнутая. Вследствие этого согласно уравнению (8.29) при достаточно малой величине радиуса R силы поверхностного натяжения создают большой градиент давления, под действием которого конденсат на выступлении, стекает к впадины. На выступлении остается пленка, которая имеет минимальный термическое сопротивление. Конденсат который накапливается в впадине, стекает вниз под действием силы тяжести. Для обеспечения стока конденсата профиль поверхности труб выполняется в виде продольных желобков и выступлений, в горизонтальных труб - в виде нарезки с мелким шагом и с плавно округленным профилем.

Толщина пленки во впадине может быть больше, чем на выступлении, но при соответствующих условиях средний по поверхности коэффициент теплоотдачи получается больше, чем для гладкой поверхности. Характерной особенностью конденсации на вертикальных трубах с мелкими волнами поверхности является резкое уменьшение коэффициента теплоотдачи в нижней части трубы, обусловленное затоплением выступлений истекающим конденсатом. Например, при конденсации водяного пара при атмосферном давлении и ?Т = 20 К полное затопление выступлений происходит в конце трубы на длине около 1,5 г. Выполненные исследования теплоотдачи горизонтальной трубы с мелким волновым профилем поверхности, полученных нарезкой резьбы с малым шагом и плавно скругленным профилем (рис.10.13). Радиусы кривизны R выступлений для трех опытных труб составляли 0,5, 0,25 и 0,34 мм. На рис.10.15 приведены результаты опытов, выполненных с водяным паром при давлении от 0,0294 до 0,098 МПа (от 0,3 до 1,0 кгс/см2). Температурный напор менялся от 5 до 40 К. Сплошная линия на рис.10.15 описывается уравнением (10.34), в котором за определяющий размер выбран диаметр трубы по впадинах D0. Опытные значения коэффициентов теплоотдачи отнесены к полной внешней поверхности ребристой трубы.