蒸汽冷凝过程的分子团聚模型及其对不凝性气体影响传热性能的解释

兰忠; 王爱丽; 马学虎; 彭本利; 宋天一

doi:10.7498/aps.59.6014

摘要

根据相变过程的微观物理机理和热力学特性,提出了冷凝传热过程中,近壁面蒸汽分子经由团聚阶段进而冷凝成宏观液滴的物理模型.并将团聚体分布与滴状冷凝传热性能相联系,从而研究不凝性气体对滴状冷凝传热过程的影响.在改进的Dillmann和Meier(DM)模型基础上,将分子团聚过程中的临界过饱和度与冷凝过程中的过冷度相联系,以及将团聚体的能量特性与液固界面物理化学特性相联系,将团聚模型与考虑固液界面效应的滴状冷凝传热模型相联系,建立了近壁面条件影响的分子团聚模型.利用模型计算了近壁面蒸汽中团簇体尺寸和分布,以及不凝

关键词:

滴状冷凝 /
团簇 /
不凝气

Abstract

A physical and revised mathematical droplet model was proposed for condensation heat transfer process near the cooled solid surface,according to the micro-physical mechanism and thermodynamic characteristics in condensation phase change process. The heat transfer model considering the effect of interfacial effects was used to calculate the temperature of clusters. The mathematical model based on the refined DM homogeneous nucleation model,introducing the wall conditions and making some correlations,was used to calculate the size distribution of clusters,and also describe the effect of the presence of non-condensable gases on the distribution of clusters. The present model explains quantitatively the fact that the presence of small amount of non-condensable gases deteriorate condensation heat transfer performance significantly. The predicted results of the model agree with the experimental results reported in the literature.

Keywords:

作者及机构信息

1.
大连理工大学化工研究所,大连 116012

基金项目: 国家自然科学基金-青年基金(批准号:50906006),教育部博士点基金-新教师基金(批准号:200801411009),国家自然科学基金(批准号:50776012)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Institute of Chemical Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116012,China

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