Gia công

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt khi ngưng

Ảnh hưởng của hơi quá nhiệt
Quá nhiệt ngưng hơi cũng xảy ra đối với hơi quá nhiệt nhưng điều này không có nghĩa là hơi quá nhiệt ngay lập tức trở thành hơi bão hòa trong toàn bộ thể tích khối hơi.
Khi ngưng hơi quá nhiệt, nhiệt ẩn hoá hơi được xác định: b còn độ chênh lệch nhiệt độ ∆t khi đó lấy bằng giá trị ∆t =(ts − t w) .
Vì r’> r nên ngưng hơi quá nhiệt có hệ số tỏa nhiệt lớn hơn khi ngưng hơi bão hòa.

 

Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt
– Nếu bề mặt xù xì, nhám hay phủ một lớp oxit → trở lực tăng→ Chiều dày màng nước ngưng tăng→ hệ số tỏa nhiệt giảm.
– Nếu bề mặt có bám dầu mỡ → ngưng giọt xảy ra→ hệ số tỏa nhiệt tăng.
Qua nghiên cứu thấy rằng hệ số tỏa nhiệt không chịu ảnh hưởng của các loại vật liệu nhưng chịu ảnh hưởng lớn của trạng thái bề mặt vách. Trên các bề mặt nhám hoặc có phủ lớp oxit, hệ số tỏa nhiệt giảm khoảng 20% đến 30%. Từ thực nghiệm cho thấy khi ngưng hơi trên cùng một ống nhưng nếu đặt nằm ngang thì hiệu quả hơn hẳn so với khi đặt đứng. Do đó cần phải quan tâm đúng mức việc bố trí bề mặt truyền nhiệt khi
thiết kế.
Ảnh hưởng của các khí không ngưng lẫn trong hơi
Khi trong hơi có lẫn không khí hoặc khí không ngưng khác thì tỏa nhiệt khi ngưng sẽ giảm mạnh vì: Không khí hoặc khí không ngưng sẽ tụ tập ở gần bề mặt vách, một mặt lớp khí này sẽ cản trở việc tiếp xúc của hơi với bề mặt vách. Ngoài ra, lớp nhiệt trở của lớp khí này rất lớn→ cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi và bề mặt vách sẽ giảm. 

Khảo sát cho thấy rằng cường độ tỏa nhiệt có thể giảm đi gần 60% khi trong hơi có lẫn 1% khí không ngưng, vì vậy trong thiết bị ngưng người ta bố trí thêm thiết bị rút khí tạo chân không để làm cho bình ngưng hoạt động được tốt.
Ảnh hưởng của tốc độ và hướng chuyển động của dòng hơi
– Khi dòng hơi chuyển động với tốc độ nhất định, lực ma sát trên bề mặt phân pha giữa hơi và màng ngưng làm thay đổi tốc độ trung bình và chiều dày màng ngưng.
– Tốc độ của dòng hơi là nguyên nhân của sự xáo trộn, làm chế độ dòng chảy của màng ngưng mất ổn định, làm quá trình chuyển từ chế độ chảy tầng sang chế độ sóng và chảy rối.
– Nếu dòng hơi chuyển động cùng chiều với màng ngưng →làm chuyển động của màng ngưng nhanh lên→chiều dày màng ngưng giảm→ hệ số tỏa nhiệt tăng.
– Nếu dòng hơi chuyển động ngược chiều với màng ngưng thì màng ngưng bị hãm lại→ chiều dày màng ngưng tăng→ hệ số tỏa nhiệt giảm.
– Khi ngưng hơi ở áp suất bé → tốc độ của dòng hơi không ảnh hưởng đến hệ số tỏa nhiệt α nhưng khi ngưng hơi ở áp suất lớn→ tốc độ ảnh hưởng đến hệ số tỏa nhiệt α .
Ảnh hưởng của cách bố trí bề mặt ngưng
Tỏa nhiệt khi ngưng trên bề mặt ống nằm ngang lớn hơn bề mặt đặt đứng bởi vì: chiều dày màng nước ngưng trên bề mặt ống nằm ngang nhỏ hơn bề mặt đặt đứng. Tuy nhiên điều này cũng chỉ đúng đối với ống đơn hay đối với dãy ống đầu tiên của chùm ống. Các ống ở phía dưới của chùm ống có hệ số tỏa nhiệtα nhỏ hơn các dãy ống trên nó vì nước ngưng ở phía các dãy ống phía trên rơi xuống làm chiều dày màng nước
ngưng ở các dãy ống phía dưới tăng lên.

Để tăng cường tỏa nhiệt, đối với chùm ống người ta đặt ống các dãy ống phía dưới lệch đi so với các ống phía trên.

c v

 


Post Comment