Přestup tepla během kondenzace vodní páry v přítomnosti nekondenzujícícíh plynů ve vertikální trubce malého průměru

Heat transfer during condensation of water vapour in the presence of non-condensable gas in vertical tube of small diameter

journal article in Web of Science

en

The paper deals with a detailed analysis of published analytical relations for heat transfer during steam condensation in a vertical tube. The historical development of the approaches and the chronological development of the used analytical relations are presented. Attention is focused on the description of the processes at the gas phase-condensate film interface as well as on the inclusion of the influence of the presence of non-condensable gases. The analytical relations in 12 modifications are compared with each other for the same geometrical configuration of the vertical tube and identical boundary conditions. The authors performed comparative experimental measurements of the heat transfer coefficient during condensation of the vapour-gas mixture in vertical tubes of three diameters, namely 16, 20 and 26 mm. Based on a comparison of the experimental results and analytical relations, recommendations are made on the validity interval of the tested relations.

Tento článek se věnuje porovnání dostupných vztahů pro stanovení součinitele přestupu tepla při kondenzaci paroplynové směsi ve vertikální trubce. Pozornost je zaměřena na fyzikálně korektní popis dějů na rozhraní plynné fáze a filmu kondenzátu, dále na zahrnutí vlivu přítomnosti nekondenzujících plynů. Vytvořen byl analytický model umožňující kvantifikaci přestupu tepla. Tento model byl užit pro testování variací vypočtových vztahů publikovaných různými autory v odborné litaratuře. Matematické řešení je doplněno o realizovaná experimetální měření součinitele přestupu tepla při kondenzaci paroplyné směsi ve vertikálních trubkách tří průměrů, konkrétně 16, 20 a 26 mm. Na základě porovnání výsledků experimetů a analytických vztahů jsou formulována doporučení k platnosti testovaných vztahů a jejich užití. Dále je uvedena kvantifikace vlivu přítomnosti nekondenzujících plynů na přestup tepla při kondenzaci páry.

The paper deals with a detailed analysis of published analytical relations for heat transfer during steam condensation in a vertical tube. The historical development of the approaches and the chronological development of the used analytical relations are presented. Attention is focused on the description of the processes at the gas phase-condensate film interface as well as on the inclusion of the influence of the presence of non-condensable gases. The analytical relations in 12 modifications are compared with each other for the same geometrical configuration of the vertical tube and identical boundary conditions. The authors performed comparative experimental measurements of the heat transfer coefficient during condensation of the vapour-gas mixture in vertical tubes of three diameters, namely 16, 20 and 26 mm. Based on a comparison of the experimental results and analytical relations, recommendations are made on the validity interval of the tested relations.

Kondenzace;Přestup tepla;Vodní pára;Nekondenzující plyny;Vertikálni trubka;Experiment

Condensation;Heat transfer;Water vapour;Non-condensable gas;Vertical tube;Experiment

01.12.2022

Elsevier

2214-157X

40

12

1–15

15