Kondensation von Dampfgemischen—Teil 2

Zusammenfassung

Bei der Kondensation strömender Dampfgemische liegen im Vergleich zu reinen Dämpfen zwei wesentliche Unterschiede vor. Zum einen ändern sich bei der Kondensation eines Dampfgemisches die Zusammensetzungen und damit auch die Stoffwerte sowohl des Dampfes als auch des Kondensats längs der Kondensationsstrecke, zum anderen kontrolliert der Stofftransport in der Gasphase meistens die gesamte Kondensationskinetik. Im Gegensatz hierzu ist die Kondensation eines reinen Dampfes nur durch Wärmetransport im Kondensat bestimmt. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Kondensation von Mehrstoffgemischen auf der Grundlage des Filmmodells. Die Analyse des Stofftransports und der Wechselwirkungen zwischen den Gemischkomponenten in der Gasphase beruht auf den Maxwell-Stefan-Gleichungen. Neben der exakten Lösung dieser Gleichungen werden in die Betrachtungen auch einige Näherungslösungen einbezogen und durch Experimente getestet. Die auf dem Filmmodell beruhenden Rechenergebnisse stimmen mit den experimentellen Werten aus der Literatur meist gut überein, wenn eine einfache Strömungsführung vorliegt, wie beispielsweise bei der Kondensation in einem senkrechten Rohr. Die exakte Lösung der Maxwell-Stefan-Gleichungen schneidet dabe besser als die Näherungslöungen ab. Bei komplexen Strömungsführungen, wie in einem Rohrbündel mit Umlenkblechen, ist die Übereinstimmung im allgemeinen schlechter. Hier sind Verfeinerungen sowohl bezüglich der Wechselwirkungen zwischen den Gemischkomponenten als auch der Berechnungen der für das Filmmodell benötigen binären Stoffübergangskoeffizienten erforderlich.