, Volume 4, Issue 1, pp 60-68

Zur Kondensation an der Wand dampfdurchströmter Kanäle mit veränderlichem Querschnitt

Zusammenfassung

Für gekühlte dampfdurchströmte Kanäle mit veränderlichem Querschnitt werden die gekoppelten Bilanzgleichungen für Massen-, Energie- und Impulsströme sowie die Beziehungen für den Wärmedurchgang durch den Kondensatfilm mit einem Differenzenverfahren gelöst. Wie ausgewählte Beispiele zeigen, kann die Kondensation in konvergenten Kanälen gegenüber solchen mit konstantem Querschnitt wesentlich verbessert werden, wenn man nur vermeidet, daß die Temperaturabsenkung durch die Geschwindigkeitserhöhung zu groß wird. Bei Druckanstieg kann es zu einer Ablösung der Kondensatschicht von der Wand kommen. Der Einfluß weiterer Parameter wie z. B. Fallbeschleunigung, erhöhte Reibung, mitfliegendes Kondensat im Dampfstrom, Gleich- oder Gegenstromführung des Kühlmittels und endlicher Wärmedurchgangswiderstand der Kanalwand wird diskutiert. Die Abhängigkeit der Geschwindigkeitsprofile im Kondensatfilm vom Druckgradienten wird gezeigt.

Abstract

The flow of pure vapor in channels with variable cross section and cooled walls is considered. The balances for mass, energy and momentum and the transport of heat across the film of condensate are dealt by a finite difference method. Selected examples show that convergent channels improve condensation compared with channels of constant cross section. Excessive temperature drop by acceleration, however, must be avoided. Adversed pressure gradient may cause separation of the condensate film. The influence of the following parameters is discussed: gravity, increased friction, entrainment of condensat, cocurrent and countercurrent flow of the cooling medium and finite resistance of heat of channel wall. The shape of velocity profiles of the condensate is shown as a function of the pressure gradient.