Porovnání různých koncepcí kondenzačních tepelných výměníků s vertikálně orientovanými trubkami pro efektivní regeneraci tepla a vody

Comparison of Different Concepts of Condensation Heat Exchangers With Vertically Oriented Pipes for Effective Heat and Water Regeneration

journal article in Scopus

en

This paper presents a theoretical study focused on the possible enhancement of the heat transfer in a vertical tube during condensation of steam. Two different concepts of condenser operation are compared. The first concept considers a condenser pipe with steam inside and coolant flowing along the external pipe wall. The second concept considers steam inside the pipe and the coolant flowing along the inner wall together with the steam. During the condensation process, a liquid film is formed on the pipe wall. This fluid film represents a thermal resistance that increases with the increasing thickness of the film. The operating parameters of both considered concepts are compared with the utilising of a developed analytical procedure. The analytical model is focused on the detail evaluation of the liquid film parameters on the heat flux, intensity of the condensation process and output temperature of coolant leaving the condenser.

Tato práce představuje teoretickou studii zaměřenou na možné zlepšení přenosu tepla ve vertikální trubce během kondenzace páry. Porovnány jsou dva různé koncepty provozu kondenzátoru. První koncepce uvažuje kondenzační potrubí s párou uvnitř a chladivem proudícím podél vnější stěny potrubí. Druhá koncepce uvažuje páru uvnitř potrubí a chladicí médium proudící podél vnitřní stěny spolu s párou. Během kondenzačního procesu se na stěně trubky vytvoří tekutý film. Tento tekutý film představuje tepelný odpor, který se zvyšuje se zvyšující se tloušťkou filmu. Provozní parametry obou uvažovaných konceptů jsou porovnány s využitím vyvinutého analytického postupu. Analytický model je zaměřen na podrobné vyhodnocení parametrů kapalného filmu na tepelném toku, intenzitě kondenzačního procesu a výstupní teplotě chladicího média opouštějícího kondenzátor.

This paper presents a theoretical study focused on the possible enhancement of the heat transfer in a vertical tube during condensation of steam. Two different concepts of condenser operation are compared. The first concept considers a condenser pipe with steam inside and coolant flowing along the external pipe wall. The second concept considers steam inside the pipe and the coolant flowing along the inner wall together with the steam. During the condensation process, a liquid film is formed on the pipe wall. This fluid film represents a thermal resistance that increases with the increasing thickness of the film. The operating parameters of both considered concepts are compared with the utilising of a developed analytical procedure. The analytical model is focused on the detail evaluation of the liquid film parameters on the heat flux, intensity of the condensation process and output temperature of coolant leaving the condenser.

heat transfer; condensation; condenser; liquid film; vertical tube

30.10.2019

Chemical Engineering Transactions

Milano, Italy

2283-9216

2019

76

379–384

6