140 Теплообменные аппараты холодильных машин

Конденсат осаждается на поверхности охлаждающей стенки либо в виде сплошной пленки, если поверхность стенки смачи­вается конден-сатом, либо в виде отдельных капель, когда поверх­ность охлаждения конденсатом не смачивается. Конденсация пер­вого вида называется пленочной, а второго — капельной. В боль­шинстве случаев имеет место пленочная конденсация.

При пленочной конденсации тепло от пара к охлаждающей стенке должно передаваться через пленку конденсата; интенсив­ность тепло-обмена в основном определяется термическим сопро­тивлением пленки. Установлено, что при пленочной конденсации в случае ламинарного стекания пленки имеет место соотноше­ние и, следовательно, коэффициент теплоотдачи целиком зависит от толщины слоя конден-сата , стекающего по стенке. Чем толще этот слой, тем ниже коэф-фициент теплоотдачи. При ка­пельной конденсации пленки нет и про-цесс конденсации протекает во много раз интенсивнее.

Кондесаторы холодильных машин рассчитывают из условия пленоч-ной конденсации.

Теория пленочной конденсации была разработана Нуссельтом, кото-рый обосновал теоретически протекающие при конденсации процессы. Исходя из термических и гидродинамических условий образования пленки Нуссельт вычислил ее толщину и определил теоретически величину коэффициента теплоотдачи от пара, кон­денсирующегося на вертикальной стенке.

Большие экспериментальные работы по исследованию процес­сов конденсации были проведены С. С. Кутателадзе, получившим обоб-щающие зависимости для теплообмена при конденсации в крите-риальной форме. Полученные им выводы справедливы для рас­чета а при конденсации основных холодильных агентов (аммиака, фреона-12 и фреона-22) на вертикальных и горизонтальных трубах.

Примерные значения коэффициента теплоотдачи для основных случаев теплообмена приведены ниже при рассмотрении конструк­ций теплообменных аппаратов.

В процессах теплообмена между воздухом и поверхностью охлаж-дающих батарей, а также между продуктом и воздухом камеры прини-мают во внимание влияние лучистого теплообмена. В этих процессах конвективный теплообмен протекает малоинтен­сивно, доля теплового излучения в общем потоке тепла довольно значительна.

Общий (суммарный) коэффициент теплоотдачи, который характери-зует интенсивность процесса теплообмена между газами и твердыми телами при одновременном действии конвекции и луче­испускания,

Теплопередача в холодильных аппаратов 141

будет равен

В условиях работы охлаждающей батареи в холодильной ка­мере коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием на основании закона Стефана-Больцмана принимают

где — температуры воздуха камеры и поверхности стенки трубы (последняя для батарей из гладких труб практически равна абсолютной температуре кипения холодильного агента или темпера-туре циркулирующего рассола) в °К.

Капельные жидкости также обладают способностью испускать и поглощать лучистую энергию, причем интенсивность излучения их близка к интенсивности излучения черных тел. Однако излуче­ние жид-костей не играет существенной роли в процессах тепло­обмена, так как доля теплового излучения в общем тепловом потоке очень мала.

Тепло- и влагообмен между воздухом и водой. Процессы тепло- и влагообмена во влажном воздухе имеют место при взаимодей­ствии воздуха с холодоносителями — (водой, рассолом), а также при сопри-косновении воздуха с поверхностью нагревательных и охлаждающих устройств. Такие процессы происходят в воздухо­охладителях, конди-ционерах, оросительных конденсаторах, устройствах для охлаждения воды и в других случаях, когда в качестве одной из сред, участвующих в теплообмене, используют воздух.

В холодильных аппаратах процессы во влажном воздухе совершают-ся при небольших давлениях. Поэтому к влажному воз­духу, а также к водяному пару, входящему в состав его, приме­нимы законы идеального газа (Дальтона, Бойля—Мариотта, Гей- Люссака и Менделеева—Клапейрона).

Влажный воздух характеризуется давлением, температурой, влагосо-держанием, влагоемкостыо, абсолютной или объемной влажностью, относительной влажностью, теплоемкостью, тепло­содержанием, плот-ностью. В процессах тепло- и влагообмена ко­личество пара во влажном воздухе изменяется, а количество со­держащегося в нем сухого воздуха остается неизменным. Поэтому все параметры, характеризующие влаж-ный воздух, относят к 1 кг сухого воздуха.

Барометрическое давление окружающего нас влажного воз духа по