Конденсация в трубе

В трубе паровой объем ограничен стенками приводит к направленному движению пара. В интенсивно охлаждаемых длинных трубах скорость пара на входе может достигать очень больших значений. Воздействуя на теплообмен, она в то же время зависит от него. Скорость пара уменьшается по длине трубы и при полной конденсации пара в конечном сечении равна нулю. При определенных условиях конечная часть трубы может быть заполнена конденсатом.

Конденсат и пара могут двигаться как ламинарно, так и турбулентно. На входе в длинную трубу течение пары может быть турбулентным. По мере конденсации пара ее скорость уменьшается и турбулентное течение может перейти в ламинарное. Одновременно вдоль трубы может непрерывно увеличиваться расход конденсата, и его течение с ламинарного может перейти в турбулентной.

При определенных условиях имеет место волно образования и срыв конденсата. Течение и теплообмен могут зависеть от взаимного направления, значения сил тяжести и трения и от других факторов.

Сочетание перечисленных условий делает задачу о теплообмен при конденсации пара в трубе сложной и затрудняет строгое и полное решение. Усложняется и анализ результатов эксперимента, особенно когда измеряется только средняя в трубе теплоотдача. Невозможность распознавания отдельных режимов, реализуемых при эксперименте, часто ведет к тому, что полученные результаты пригодны только для описания тождественных процессов. Поэтому главной задачей при проведении опытов и их анализе является разделение процесса на отдельные, сравнительно элементарные процессы, подлежащие описанию. При этом можно использовать решения, полученные для простых задач, и на их основе выполнять анализ общей картины.

В технике при конденсации пара в вертикальных трубах обычно отдается предпочтение впуска пара сверху. Направление сил тяжести и трения при этом совпадают, что способствует увеличению теплоотдачи к внутренней поверхности трубы.