不凝氣對傳熱有多大影響？

 

     不凝氣指蒸汽（包括二次蒸汽）中的不冷凝氣態(tài)物質(zhì)，如空氣CO2、H2S等，它們混雜在蒸汽中進(jìn)入加熱室在加熱室滯留于加熱管壁，并不斷集累，使壁面被一屋不凝氣包圍，阻擋蒸汽與壁面接觸而氣體導熱系數都很小，熱阻很大故增加傳熱熱阻，使傳熱系數大為降低。實(shí)驗證明蒸汽中，含有1%的不凝氣，蒸汽冷凝給熱系數降低60%。

     看過(guò)好多蒸發(fā)結晶器設計，對于不凝氣的排放口大都有問(wèn)題?？匆幌聡鴥雀骰ぴO計單位的設計?；げ吭O備設計技術(shù)中心站1974年匯編的《化工設備圖冊》中收集了我國化工系統各設計單位推選出的設計圖紙。在第3 、5分冊所列的53臺立式冷凝器和立式蒸發(fā)器中, 30 臺的設計是把排氣口設置在頂部,排氣管徑又多選用20mm的管徑，而蒸汽進(jìn)口又在上部。這種布置方式在我們的工程設計中屢見(jiàn)不鮮。這是否正確？

正確的做法應該像魏宗勝所說(shuō)：

     冷凝器中不凝氣的排放口應設在蒸汽流程的終端, 而與不凝氣的重度無(wú)關(guān)。排氣口與進(jìn)汽口相距應盡可能遠, 即上進(jìn)汽時(shí)為下排氣（冷凝液出口的稍上方）而下進(jìn)汽時(shí)為頂排氣。

    以上所說(shuō)的排氣口系指冷凝器的主排氣口。在冷凝器的設計中, 通常還在蒸汽不易到達的死角處設置輔助排氣口。

如立式冷凝器中,加熱蒸汽通常從上部進(jìn)入, 在蒸汽進(jìn)口管對面上管板的下方死角處也可能積聚不凝氣, 可在此處設置輔助排氣口。例如美國虎克化學(xué)公司設計的蒸汽加熱室, 一般蒸汽進(jìn)口放在上部, 主排氣口直徑較大, 且設在加熱室的底部, 冷凝水出口的稍上方。另外在加熱室的中部和頂部分設有直徑較小的輔助排氣口, 供開(kāi)車(chē)時(shí)加速排氣之用。柴倫巴式蒸發(fā)器的加熱室設有三個(gè)不凝氣排出口。主排氣口直徑為2 一4 英寸。位于加熱室下部冷凝水出口之上。另外在加熱室下部大約三分之一高處和頂部設有1 ~1.5 英寸的排氣口。正常操作時(shí), 僅底部主排氣口經(jīng)常開(kāi)啟排氣，而輔助排氣口關(guān)閉, 只有傳熱出現異常時(shí)才間斷開(kāi)啟排氣。

進(jìn)汽口位置的選擇

蒸汽汽入口

    蒸汽冷凝傳熱膜系數的計算通常采用努塞爾特公式, 此公式的推導中忽略了蒸汽和冷凝膜之間的摩擦力。實(shí)際上在工業(yè)冷凝器中, 蒸汽流速的影響在某些情況下是不能忽略的。一般而言, 當蒸汽從上向下流動(dòng)時(shí), 有減薄冷凝液膜厚度的作用, 可增大冷凝膜系數。相反,當蒸汽自下向上流動(dòng)時(shí), 將阻礙冷凝液膜的向下流動(dòng), 會(huì )增厚液膜, 因而減小冷凝膜系數。這就是為什么大多數立式冷凝器都采用蒸汽從上部進(jìn)入的緣故。在這種情況下, 就應把排氣口設在冷凝器的下部。

什么情況下需改用下進(jìn)汽方式呢？ 蒸發(fā)系統中二次蒸汽有時(shí)為過(guò)熱蒸汽, 特別是蒸發(fā)沸點(diǎn)升高較大的物料時(shí), 二次蒸汽的過(guò)熱度較高。有時(shí)生蒸汽也是過(guò)熱蒸汽。如用這種過(guò)熱蒸汽濃縮熱敏性物料或結晶性物料, 為防止加熱管內壁溫度過(guò)高引起物料過(guò)熱分解或管壁結垢,則宜采用下方進(jìn)汽。因為加熱管下部管壁上的冷凝液膜已較厚, 其熱阻較大, 且可使蒸汽很快達到飽和從而避免管壁溫度過(guò)高。