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螺旋板冷凝器的冷凝传热机理

发布者:admin 发布时间:7个月前 点击:376

在现有的炼油、化工和石油化工生产领域中,冷凝过程较为常见。而且冷凝机理较为复杂,冷凝的传热效率比较低,特别当物料中含有不凝性气体时,传热系数大幅降低。螺旋板冷凝器除具有板式热交换器传热系数高、质量轻、占地面积小、操作弹性大、容易清洗的优点之外,还具有阻力小、压降小、斜波纹、宽通道、接管大等优点。


而且对于使用者来说,螺旋板冷凝器可以大幅度的提升传热系数,并使冷却水侧的压降不会过大。目前该系列的冷凝器已经在蒸发和乏汽冷凝中得到广泛应用,可以回收使用冷却水,能极大节省投资成本和运行成本。


那么,具体的冷凝传热机理是什么呢?事实上,在螺旋板冷凝器运行期间,蒸汽在传热表面冷凝时,会形成膜状流动或者滴状流动。膜状流动时由于表面被冷凝液膜覆盖,蒸汽与传热表面直接接触,所以传热系数较小。滴状流动时由于表面不被冷凝液膜覆盖,蒸汽与传热表面直接接触,所以传热系数较大。


同时由于工况条件不一,根据冷凝介质来划分的话,可以分为可凝性蒸汽的冷凝、混合蒸汽的冷凝以及可凝性蒸汽与不凝性气体的冷凝三种情况。对可凝性蒸汽单组分,冷凝传热是高效传热过程,它的传热系数高于同种流体的单相对流传热系数,单组分冷凝时因气相分率显著变化,引起螺旋板冷凝器内沿长度方向上汽液两相的改变,并导致局部传热性能和压降梯度的变化。


而在螺旋板冷凝器运行期间,针对于两种及以上组分组成的可凝性混合蒸汽,使其冷凝、冷却到给定的温度可以分为两种情况,即将其中一部分混合蒸汽部分冷凝,或把整个混合蒸汽全部冷凝。对于含不凝气的混合物,其冷凝传热系数大为降低。不凝性气体体积分数仅为0.5%时,传热系数下降50%。


这是因为随着蒸汽的冷凝,螺旋板冷凝器冷凝表面的不凝气量不断增加,蒸汽在抵达液膜表面冷凝前须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝气层,增加了传热阻力。另外,蒸汽分压的下降使得相应饱和温度下降,减小了冷凝温差的推动力。


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