Abstract
A formula for the heat transfer of stagnant steam during droplet condensation, which can be well applied to newer measurements for ethanediol, can also be used for other substances like propylene glycol, the refrigerants difluormonochlormethane (R 22) and ammonia and for the metal mercury. Characteristic for all these substances, which condense in form of droplets, might be, that with increasing of the saturation-temperature the maxima of the heat transfer coefficient to smaller values of the subcooling would be larger. Based on these general facts, we may assume, that this equation, which is a good description of the heat transfer near the maxima, can be applied to all substances, which condense in droplets. The application of this formula on very little or very large subcoolings and on larger saturation-temperatures could be questionable. As there are no systematic measurements exept of ethyleneglycol (ethanediol) and particularly of steam, this equation can at least not be falsificated at the present state of publications. A dimensionless formulation with application of an own dimensionless number could prove a general principle.
Zusammenfassung
Eine Formel für den Wärmeübergang von stehendem Wasserdampf bei Tropfenkondensation, die für Äthylenglykol bei Anwendung auf neuere Versuchsergebnisse gut bestätigt wurde, wird auf andere Stoffe wie Propylenglykol, die Kältemittel Difluormonochlormethan (R22) und Ammoniak und auf das Metall Quecksilber angewendet. Charakteristisch für alle diese Stoffe, die in Tropfenform kondensieren, dürfte sein, daß mit steigender Sattdampftemperatur die Maxima der Wärmeübergangszahl zu kleineren Werten der zugehörigen Unterkühlung hin größer werden. Auf Grund dieser allgemeinen Gegebenheiten, kann die Formel, die den Wärmeübergang im Bereich der Maxima gut beschreibt, vermutlich überhaupt auf alle tropfenförmig kondensierenden Stoffe angewendet werden. Die Formel wird eventuell bei sehr kleinen oder sehr großen Unterkühlungen wie auch bei größeren Sattdampftemperaturen fraglich. Da mit Ausnahme von Äthylenglykol und teilweise auch Wasser kaum systematische und verläßliche Meßergebnisse vorliegen, ist die o.g. Formel beim gegenwärtigen Stand der Veröffentlichungen zumindest nicht zu falsifizieren. Eine dimensionslose Schreibweise unter Verwendung einer eigenen dimensionslosen Kennzahl könnte das o. g. allgemeine Prinzip beweisen.
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Abbreviations
- Gr :
-
Graßhofzahl
- K E =CΔT 2/K :
-
Kennzahl für Tropfenkondensation
- Nu :
-
Nußelt'sche Zahl
- Pr :
-
Prandtlzahl
- Re :
-
Reynoldszahl
- B :
-
Breite der Kühloberfläche in horizontaler Richtung
- C=C(T S bzw. 1/ν):
-
Funktion der Sattdampftemperatur bzw. der kinematischen Zähigkeit
- h :
-
Wärmeübergangszahl bei Tropfenkondensation
- h max :
-
Maximum der Wärmeübergangszahl beiΔT max
- h L :
-
lokale Wärmeübergangszahl an den neu freiwerdenden Flächen
- K=K(T S bzw. 1/ν) =q(ΔT→∞):
-
Funktion der Sattdampftemperatur bzw. der kinematischen Zähigkeit
- L :
-
charakteristische Längendimension, Länge der Kühlfäche in senkrechter Richtung
- q :
-
Wärmefluß
- t :
-
Zeit
- T S :
-
Sattdampftemperatur
- ΔT max :
-
ΔT fürh=h max
- Z :
-
Zeitperiode, nach der an der Kühloberfläche nach Abrollen der Tropfen wieder dieselben Anfangszustände (freie Flächen) herrschen
- μ :
-
dynamische Viskosität des Kondensates
- ν :
-
kinematische Zähigkeit des Kondensates
- ϱ :
-
Dichte des Kondensates
- ϕ :
-
Anteil der mit Tropfen besetzten Fläche, die keinen Beitrag zum Wärmeübergang leistet
Literatur
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Zabloudil, O. Eine dimensionslose Formel für den Wärmeübergang von stehendem Dampf bei Tropfenkondensation für einige tropfbare Flüssigkeiten (Glykole, Wasser, Kältemittel) und für das Metall Quecksilber. Wärme- und Stoffübertragung 24, 251–256 (1989). https://doi.org/10.1007/BF01625501
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01625501