Теплообмен при конденсации насыщенного водяного пара на горизонтальной трубе

Abstract

Исследование посвящено изучению теплообмена при конденсации насыщенного водяного пара на горизонтальной трубе. Эксперименты выполнены при массовом расходе пара 2,8 г/c и расходе охлаждающей воды, варьируемом в диапазоне 80–200 г/с. Местная плотность теплового потока измерена градиентными датчиками теплового потока и рассчитана по показаниям термопар. Сопоставление результатов подтверждает высокое быстродействие, информативность и точность теплометрии по сравнению с термометрией. Распределение местной плотности теплового потока по периметру оценено в трех сечениях по длине трубы в диапазоне полярного угла φ = 0–180 ° с шагом в 15°. Результаты эксперимента позволили оценить область скопления конденсата в нижней части трубы (в диапазоне φ = 135–180°) без использования визуализации и предложить методы интенсификации теплообмена и повышения энергоэффективности оборудования.

The investigation is focused on the heat transfer during water steam condensation on a horizontal pipe. Experiments were carried out with a steam mass flow rate of about 2.8 g/s and a cooling water flow rate that varied in the range of 80–200 g/s.The local heat flux per unit area was measured using gradient heat flux sensors and calculated using thermocouple readings. The comparison of results indicates that heatmetry is more efficient, informative, and accurate than thermometry. The distribution of local heat flux per unit area along the pipe perimeter was estimated in three cross-sections in the range of the polar angle φ = 0–180 with a step of 15. The results of the experiment allowed us to evaluate the condensate accumulation area in the lower part of the pipe (φ = 135–180○ ) without using visualization and to propose methods of heat transfer intensification and improving the equipment efficiency.