Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние исследований процесса конденсации пара из парогазовых смесей в конденсацион ных теплоутилизаторах (КТУ) 12
1.1 Применение конденсационных теплоутилизаторов для утилизации теплоты высоковлажных выбросов 12
1.2 Результаты численных и экспериментальных исследований процесса конденсации пара из парогазовой смеси и методы расчета конденсационных теплоутилизаторов 15
1.2.1 Методы расчета КТУ, основанные на аналогии процессов теплообмена и массообмена 16
1.2.2 Нарушение аналогии процессов тепло- и массообмена 19
1.2.3 Методы, основанные на прямом численном решении дифференциальных уравнений переноса в парогазовой смеси и пленке конденсата 26
1.2.4 Исследование динамики стекания пленок жидкости 31
1.2.5 Исследования пленочной конденсации чистого насыщенного пара 33
1.3 Выводы по результатам литературного обзора 35
1.4 Постановка задачи исследования 36
Глава 2. Математическая модель процесса конденсации пара из парогазовой смеси на поверхности теплообменного ап парата 37
2.1 Обоснование выбранного метода исследований 38
2.2 Математическая модель процесса пленочной конденсации пара из ПГС на вертикальной поверхности 40
2.3 Математическая модель процесса пленочной конденсации пара из ПГС на одиночной горизонтальной трубе 48
2.4 Математические модели процесса конденсации пара из ПГС на вертикальной и горизонтальной трубах при подаче парогазовой смеси сбоку 52
2.5 Определение теплофизических и термодинамических свойств паровоздушной смеси в математической модели... 55
2.6 Экспериментальное подтверждение адекватности полученной математической модели 59
2.7 Пример использования математической модели для расчета тепломассообмена в аппаратах с изменяющимися
по длине параметрами теплоносителей 67
Выводы по главе 2 71
Глава 3 Аналитическое решение задачи о конденсации пара из парогазовой смеси 72
3.1 Конденсация пара из ПГС на вертикальной и горизонтальной трубах при подаче парогазовой смеси сбоку. Постановка задачи и решение 72
3.2 Вывод аналитического решения для случая подачи ПГС сверху вдоль вертикальной трубы 79
3.3 Вывод аналитического решения для случая подачи ПГС сверху поперек горизонтальной трубы 80
3.4 Проверка адекватности полученных решений Выводы по главе 3 87
Глава 4. Результаты численного исследования процесса тепло- и массообмена при пленочной конденсации 88
4.1 Исследование влияния режимных параметров конденсационных теплоутилизаторов на процесс пленочной конденсации 88
4.1.1 Влияние концентрации пара в парогазовой смеси . 89
4.1.2 Влияние температуры стенки 93
4.1.3 Влияние скорости парогазовой смеси, анализ влияния трения потока на толщину пленки 96
4.2 Карта режимов работы теплообменников с выпадением влаги 103
Глава 5. Анализ процессов тепломассообмена в конденсацион ных аппаратах в различных отраслях промышленности 118
5.1 Обоснование применения карты режимов для инженерных расчетов теплообменников с выпадением влаги 118
5.2 Применение карты режимов для выбора оптимального алгоритма расчета некоторых видов конденсационных аппаратов 120
Заключение и выводы 127
Список литературы
- Результаты численных и экспериментальных исследований процесса конденсации пара из парогазовой смеси и методы расчета конденсационных теплоутилизаторов
- Математическая модель процесса пленочной конденсации пара из ПГС на вертикальной поверхности
- Вывод аналитического решения для случая подачи ПГС сверху вдоль вертикальной трубы
- Влияние концентрации пара в парогазовой смеси
Введение к работе
Актуальность работы. Одним из важных направлений экономии тепловой энергии является утилизация теплоты влажных газов. Наибольшего энергосберегающего эффекта при этом можно достичь при их высоком влагосодержании (свыше 200 г/кг сухого воздуха). Такие газы образуются в результате сушки высоковлажных материалов, в производстве бумаги, цемента, при работе аппаратов с погружными горелками и т.д.
Для утилизации теплоты влажных газов наряду с контактными аппаратами применяются трубчатые рекуперативные теплообменники конденсационные теплоутилизаторы (КТУ) с вертикальными и горизонтальными трубами, позволяющие утилизировать как явную, так и скрытую теплоту. Методы расчета таких теплообменников разработаны в основном для случаев небольшого содержания пара, невысокой и слабо изменяющейся по длине температуре теплообменной поверхности, а также при отсутствии на ней пленки конденсата. С ростом влажности газа происходит усложнение механизмов процессов тепло- и массообмена в КТУ, что связано с увеличением доли теплоты конденсата в тепловом балансе теплообменников, ростом Стефанова потока, влиянием поперечного потока массы на пограничный слой газа и с возникновением пленки конденсата, термическое сопротивление которой начинает оказывать заметное влияние на тепломассообмен. Режим течения пленки, ее толщина зависят от параметров теплоносителей и существенно изменяют коэффициенты тепло- и массоотдачи. Условия, при которых наличие пленки конденсата начинает существенно влиять на процессы тепло- и массообмена в КТУ, а также степень этого влияния на настоящий момент не определены.
Несмотря на то, что конденсации из парогазовой смеси посвящено большое количество исследований, полученные в них результаты чаще всего соответствуют постоянным температурам стенки, температуре и концентрации в потоке парогазовой смеси, что редко наблюдается в реальных теплообменных аппаратах. Поведение тепловых и массовых
9 потоков в теплообменнике при изменении температур и концентраций на
стенке, внутри межтрубного пространства не полностью научно обосновано.
Методы расчета КТУ для утилизации тепла газов с высокой влажностью,
учитывающие термическое сопротивление пленки конденсата, а также
локальное изменение температур и концентраций в потоке газа и на
поверхности теплообмена, в настоящее время отсутствуют.
Для правильного расчета, проектирования, успешной эксплуатации и оценки технико-экономических показателей теплоутилизационной установки необходимо исследовать процессы тепло- и массообмена при конденсации пара из парогазовых смесей (ПГС) в рекуперативных КТУ с учетом термического сопротивления пленки конденсата.
Целью работы является расчетно-теоретическое исследование процессов тепло- и массопереноса в гладкотрубных КТУ при утилизации теплоты высоковлажных газов с учетом пленочной конденсации пара из парогазовой смеси на поверхности вертикальных труб и горизонтальных трубных пучков.
Научная новизна.
Разработана математическая модель и программа расчета процессов тепло- и массообмена при утилизации теплоты высоковлажных газов в трубчатых неоребренных КТУ при конденсации пара из парогазовой смеси на поверхности вертикальных и горизонтальных труб, позволяющая учитывать изменение количества конденсирующегося пара за счет Стефанова потока в парогазовой смеси, влияние отсоса вещества при конденсации на поверхности теплообмена, термическое сопротивление пленки конденсата.
Получено аналитическое решение дифференциального уравнения роста пленки конденсата при конденсации пара из ПГС, справедливое для условий выполнения аналогии между тепло- и массообменом и позволяющее с достаточной точностью определять ее толщину, тепловые и массовые потоки при пленочной конденсации пара из парогазовых смесей на поверхности вертикальных и горизонтальных труб.
3. Впервые определены условия, при которых термическое
сопротивление пленки конденсата не оказывает влияния на процессы тепло-и массообмена в КТУ при ламинарном и ламинарно-волновом режимах течения пленки конденсата для ламинарного и турбулентного режимов течения парогазовой смеси.
4. Предложена карта режимов работы теплообменных аппаратов
конденсационного типа, позволяющая оценить степень влияния таких
факторов, как отсос пара, Стефанов поток и термическое сопротивление
пленки конденсата на тепло- и массоотдачу.
Практическая ценность работы. Разработаны математическая модель и программа расчета теплообмена при пленочной конденсации из парогазовой смеси, которые могут быть использованы для проектирования и выбора режимов работы КТУ, предназначенных для утилизации теплоты паровоздушных смесей с высоким влагосодержанием в различных отраслях промышленности.
Получены рекомендации о необходимости учета влияния термического сопротивления пленки на коэффициенты тепло- и массоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси в КТУ.
Разработана карта режимов работы КТУ, которая даёт возможность выбора оптимального по сложности метода расчета теплообменника. На карте наглядно представлены возможные режимы работы аппаратов с конденсацией влаги и нанесены границы, разделяющие эти режимы на области, в которых один или несколько из выше перечисленных факторов оказывают заметное влияние на тепломассообмен.
На защиту выносятся; Модель и программа расчета процессов тепло- и массообмена при
утилизации теплоты высоковлажных газов на теплообменных
поверхностях гладкотрубных КТУ с вертикальными и
горизонтальными трубками при подаче парогазовой смеси сверху или
сбоку.
Аналитическое решение дифференциального уравнения роста пленки конденсата при конденсации пара из ПГС.
Результаты численного исследования влияния режимных параметров КТУ на тепловые и массовые потоки на стенку, на толщину пленки конденсата и на температуру поверхности пленки конденсата.
Карта режимов работы КТУ с указанием областей, в которых необходимо учитывать влияние отсоса вещества из пограничного слоя, Стефанова потока и термического сопротивления пленки конденсата на суммарный тепловой поток, передаваемый от пара к стенке. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы
были доложены на национальных и международных конференциях: 9,10 и 11 Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Москва, 2003-2005гг.; Третьей Международной конференции "Проблемы промышленной теплотехники". Киев, 2003 г.; Второй Всероссийской школе-семинаре молодых учёных и специалистов "Энергосбережение - теория и практика". Москва, октябрь, 2004 г.; 15-й Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева " Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках".
Публикации. Основные научные положения и выводы изложены в 6 опубликованных работах.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, состоящего из 60 наименований. Общий объём диссертации составляет 135 страниц.
Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю, к.т.н. А.Б. Гаряеву, за всестороннюю помощь в подготовке диссертации, а также д.т.н. О.Л. Данилову, к.т.н. А.Л. Ефимову, к.т.н. СВ. Захарову и всему коллективу кафедры за анализ и обсуждение результатов, помощь при оформлении диссертации и моральную поддержку.
Результаты численных и экспериментальных исследований процесса конденсации пара из парогазовой смеси и методы расчета конденсационных теплоутилизаторов
Аналогия процессов тепло- и массообмена широко используется в инженерной практике. Предположение о выполнении аналогии позволяет рассчитывать интенсивность массопереноса в системах сложной геометрии путем использования эмпирических зависимостей для «сухого» теплообмена, полученных для подобных геометрических и физических условий. Такой подход к решению задачи о конденсации пара из парогазовых смесей реализован при разработке рекомендаций по расчету целого ряда теплообменного оборудования [7,8,23 - 25].
Основные принципы и понятия метода аналогий изложены в работе [26]. Автором [26] приведены математические формулировки задач об отдельно протекающих процессах теплообмена и массообмена при продольном омывании плоской поверхности. Формулировки приведены в приближении пограничного слоя. Течение считается безградиентным, физические параметры постоянными, а скорости - умеренными.
Для теплообмена записаны уравнения энергии, движения и неразрывности, назначены простейшие граничные условия: ттдТ jrdT д2Т U— + V — = а дх ду ду TTdU irdU d2U U + V = у—г дх ду ду + = 0 (1.1) дх ду 1)д, = 0:[/ = 0,К = 0;Г = :Гж; 2)y = :U = U0,T = T0. Для массообмена в [26] сформулирована задача в предположении, что среда является двухкомпонентнои и стенка проницаема для одного из компонентов (первого). Течение считается изотермическим. U «"і , у d»h = D д2 »і дх ду ду2 TTdU TrdU d2U U — +V— = v дх ду ду дх ду \)y = 0:U = 0,V = Vw;mi=mlw; 2)у = од: U = U0,ml =mi0.
Сравнивая математические формулировки (1.1) и (1.2), автор [26] отмечает их идентичность во всем, кроме задания условий для нормальной компоненты скорости при у = 0. Для тепловой задачи в силу непроницаемости стенки задано V(x,0) = 0. Для диффузионной V(x,0) = Vw, где в общем случае скорость поперечного потока Vw может быть функцией х. Если положить Vw - 0, то в первом приближении можно полагать, что решения задач (1.1) и (1.2) будут идентичны. С формальной точки зрения безразлично, какую из этих задач решать, если Vw -» 0. Поля температур и концентраций будут различаться на постоянную или полностью совпадать при безразмерном представлении и D = а. В этой идентичности и состоит аналогия процессов теплообмена и массообмена.
Соотношение D/a называют числом Льюиса - Семенова и обозначают через Le. Из рассмотрения схематизированного процесса адиабатического увлажнения воздуха Льюисом было получено уравнение: — = Ср, где коэффициент массоотдачи /? отнесён к разности концентраций пара в ПГС. На соотношении /З = а/Ср основан самый известный метод расчета КТУ -метод Льюиса - Меркеля.
Для конвективного теплового потока на стенку запишем следующее соотношение: Для потока тепла за счет конденсации пара уравнение принимает следующий вид: qfi=J-r = fi- C0-Cw)-r = (C0-Cw)-r (1.4) С/7 Тогда суммарный тепловой поток на стенку равен: ОС 4 =qa+4p=cc-it0w) + -{C0-Cw)-r (1.5)
Для расчета теплообменных аппаратов с выпадением влаги часто используется метод, основанный на понятии коэффициента влаговыпадения.
Коэффициентом влаговыпадения называется отношение полного передаваемого теплового потока к явному: # = gi=1 + g/U H»-H» (L6) Ча Ча Cp-(tQ-lw) Воспользовавшись соотношением Льюиса - Семенова или уравнениями (1.3) - (1.5), получим следующее уравнение для коэффициента влаговыпадения [27]: a-(t0w) + - -(C0-Cw)-r Ча a-(tnw) (t0w) Ср
Использование данного метода предполагает постоянство коэффициента влаговыпадения по всей теплообменной поверхности, однако это выполняется только в случае слабого изменения её температуры.
Расчёт тепломассообменных аппаратов аналогичен расчёту рекуперативных теплообменников без выпадения влаги, но во всех расчётных соотношениях вместо коэффициента теплоотдачи а используют эффективный (суммарный) коэффициент теплоотдачи аъ = а , учитывающий конвективный теплообмен и фазовый переход.
Существует еще целый ряд методов расчета КТУ - метод В.М. Кэйса и А.А. Лондона [28], метод А.А. Гоголина и Е.Е. Карписа, метод А.А. Кудинова [29]. Все эти методы основаны на аналогии процессов тепло- и массообмена. Следовательно, область применимости таких методов ограничена.
Математическая модель процесса пленочной конденсации пара из ПГС на вертикальной поверхности
Для ответа на вопрос о влиянии термического сопротивления пленки конденсата при конденсации из ПГС необходимо разработать математическую модель, описывающую перенос тепла и массы пара от ПГС к пленке конденсата и перенос тепла через пленку, а также процесс нарастания и стекания пленки конденсата. При математическом моделировании необходимо учесть нарушение аналогии между процессами тепло- и массообмена за счет Стефанова потока и за счет деформации профиля концентраций, обусловленной наличием отсоса вещества из пограничного слоя. Постановка задачи. UOJCO»TII T8=Tsat(Pv) I Пограничный слои I Парогазовая смесь с параметрами to, Со, Uo движется сверху вниз вдоль вертикальной поверхности (трубки). Температура стенки постоянна по всей длине. На поверхности стенки возникает конденсация пара, так как температура стенки ниже температуры точки росы ДЛЯ , данных параметров парогазовой смеси. В процессе конденсации на поверхности теплообмена образуется пленка конденсата
Схема процесса конденсации пара из ПГС на вертикальной поверхности. пара у поверхности раздела фаз. Очевидно, что интенсивность процессов тепло- и массоотдачи определяется температурой поверхности пленки t tw, которая неизвестна. В свою очередь, температура поверхности пленки определяется толщиной пленки и тепловым потоком через пленку. Получается замкнутая задача, которая решается путем последовательных приближений.
Основные допущения.
Ниже записана математическая модель, являющаяся основой для дальнейших исследований. Здесь принимается, что температура стенки, а также температура, скорость и концентрация пара в ПГС остаются конденсата, которая стекает вниз под действием силы тяжести и силы трения потока газа. Температура поверхности пленки равна температуре насыщения постоянными по высоте поверхности. Такая постановка задачи не встречается на практике, но в лабораторных условиях вполне реальна. Поэтому сравнение с экспериментальными данными возможно. Кроме того, такой постановки вполне достаточно, чтобы оценить влияние термического сопротивления пленки на процессы переноса. Для расчета теплообменников с изменяющимися граничными условиями достаточно добавить несколько дифференциальных уравнений, что будет сделано далее.
При записи модели сделаны следующие основные допущения: Режим течения пленки ламинарный (ламинарно-волновой); течение парогазовой смеси ламинарное; режим течения пленки конденсата не зависит от состава паровой фазы (чистый пар, либо парогазовая смесь); массовый поток, направленный к пленке конденсата, не оказывает влияния на режим течения пленки конденсата; передача тепла через пленку конденсата осуществляется за счет вынужденной конвекции; трение на границе раздела фаз умеренное (не приводит к сдуванию пленки); температура теплообменной поверхности, а также температура, концентрация пара и скорость парогазовой смеси постоянны по длине поверхности теплообмена.
Как говорилось выше, процесс конденсации пара из парогазовой смеси представляет собой совместное протекание тепло- и массообмена. Результирующий коэффициент теплоотдачи зависит не только от термического сопротивления пленки конденсата, как в задаче Нуссельта, но и от термического и диффузионного сопротивления пограничного слоя газа. Поэтому данная задача в полной постановке должна рассматриваться как сопряженная.
Вывод аналитического решения для случая подачи ПГС сверху вдоль вертикальной трубы
Для проверки полученных решений было проведено сравнение результатов расчетов по (3.26) и (3.29) с численными расчетами по математическим моделям, полученным в п.2: (2.18) и (2.25).
Особое внимание уделялось вычислению коэффициента влаговыпадения, который определяет величину массового потока пара на стенку, а следовательно, и толщину пленки конденсата. В п. 3.1 предлагалась следующая зависимость для определения коэффициента влаговыпадения (3.15): Cp-(f0s) Cp-(t0-Q
Но в результате проведенного анализа литературы были найдены более точные методы вычисления коэффициента влаговыпадения, позволяющие учесть отличие числа Льюиса от единицы и влияние поперечного потока массы на коэффициент массоотдачи. В частности, в работе В.И. Терехова предлагается следующая зависимость: = = \ + Len-bD-Ku, (3.39) Я, где Ки = число Кутателадзе, . 1 рм, Зд \-Cs рД(СА-С.) С(,-Св ,, bD - Hs s = sH" "v = — s- - диффузионный PoU0StDO PoU0 ІД 1_Q параметр проницаемости, показатель степени п = 0,66 для ламинарного течения и п = 0,6 для турбулентного. В [58] влияние поперечного потока вещества на коэффициент массоотдачи описано следующим уравнением: Аналогичное уравнение, записанное через парциальные давления, предлагает Гейзер [43]: Рр _ Р 1п Р-Рп Рро Рп-Рп Р-Рп" Подробное описание данного уравнения дано в п. 1.2.2 диссертации.
Тогда, рассчитывая коэффициент массоотдачи с учетом стандартной поправки на число Льюиса, как рекомендовано в [23] А, =7 ", (3.41) Ср мы получим выражение для отношения теплового потока за счет конденсации к конвективному тепловому потоку: РС»-С".Г .Le».Hb»+l).bD.r -= -1=—Lz—=р Ь. = 1 in( D+i)-ze" Чк K-(!0w) aK-(t0w) Cp-{t0w) В итоге, уравнение для коэффициента влаговыпадения принимает следующий вид: й = \ + г 4 -4bD+\).Le (3.42)
Известно, что поперечный поток массы оказывает влияние и на коэффициент теплоотдачи, и на коэффициент трения. Для уточнения данных расчетов рекомендуется использовать зависимости, предложенные в п. 1.2.2 диссертации. Но так как влияние поперечного потока массы на коэффициент теплоотдачи проявляется при высоких паросодержаниях, где доля конвективной составляющей теплового потока в суммарном передаваемом тепловом потоке пренебрежимо мала (не более \0%), в настоящей работе данным влиянием пренебрегается.
Ниже приведены результаты сравнения коэффициентов влаговыпадения, вычисленных различными способами. Сравнения приведены для случая конденсации на вертикальной поверхности.
Результаты сравнения показали, что влияние поперечного потока массы на коэффициент влаговыпадения наиболее точно описывает формула (3.42). Уравнение (3.39) хорошо работает в области концентраций пара в ПГС до 0,2 кг/кг, как и указывается в работе В.И. Терехова. При более высоких паросодержаниях рекомендуется использовать уравнение (3.42). Вычисление коэффициента влаговыпадения по (3.15) приводит к наибольшим погрешностям в рассмотренном диапазоне влагосодержаний. Но для расчета целого ряда теплообменных аппаратов с выпадением влаги, работающих при более низких значениях концентраций пара (например, в системах кондиционирования воздуха), использование (3.15) при определении коэффициента влаговыпадения не приводит к заметным погрешностям.
На рис. 3.1 и 3.2 приведены численные значения толщины пленки, вычисленной различными способами. Линия №1 соответствует толщине пленки, вычисленной с использованием системы уравнений (2.18), рассмотренной в п.2.2 диссертации. Считается, что линия №1 соответствует действительной толщине пленки конденсата.
Влияние концентрации пара в парогазовой смеси
В п.4.1 было рассмотрено влияние трения потока на толщину пленки конденсата. Из рис.4.14 видно, что пренебрежение динамическим воздействием потока газа на пленку конденсата может привести к погрешностям в определении толщины пленки конденсата, достигающим 100%. Следовательно, пренебрежение влиянием трения потока газа на толщину пленки конденсата также отразится и на определении суммарного теплового потока на стенку. Для оценки данного влияния воспользуемся формулой для вычисления относительной погрешности, аналогичной формуле (1): А = ч і"СЧг бІтрен . 100,% (4.8) clz,cinn где q c/w, - суммарный среднеинтегральный тепловой поток, вычисленный с учетом влияния трения потока на пленку конденсата (вычисляется по системе уравнений (2.25)); Яі,б/трен " суммарный среднеинтегральный тепловой поток, вычисленный без учета влияния трения потока на пленку конденсата. Математическая модель отличается от модели (2.25) отсутствием в дифференциальном уравнении роста пленки слагаемого, отвечающего за влияние трения:
На диаграмме (4.18) нанесены линии погрешностей в определении суммарного теплового потока А = 5%, возникающих при пренебрежении влиянием трения на пленку конденсата, для различных скоростей ПГС для случая конденсации на горизонтальной трубке при подаче ПГС сверху.
Анализ карты режимов работы теплообменных аппаратов с выпадением влаги. На рис.4 Л 8 изображена карта режимов работы теплообменных аппаратов с выпадением влаги. На карте показаны зоны влияния следующих факторов на суммарный тепловой поток: 1. Стефанов поток; 2. Отсос пара из пограничного слоя; 3. Термическое сопротивление пленки конденсата; 4. Динамическое воздействие потока газа на пленку конденсата. Как уже говорилось выше, для построения карты режимов было выделено два основных параметра, которые не только характеризуют процесс теплообмена в конкретно взятом теплообменном аппарате, но и оказывают наибольшее влияние на передаваемый тепловой поток. Однако помимо концентрации пара в ПГС и температуры теплообменной поверхности на интенсивность процесса тепло- и массообмена влияют и другие параметры: Скорость парогазовой смеси; Температура парогазовой смеси; Давление парогазовой смеси; Форма и вид обтекания теплообменной поверхности; Следовательно, каждый из этих параметров в большей или меньшей степени повлияет на положение характерных зон, показанных на диаграмме. Разумеется, что на одной диаграмме отразить влияние всех параметров не удастся. Поэтому, представленная на рис.4.18 карта режимов соответствует определенной комбинации выше перечисленных параметров: Скорость ПГС U = 1, 3, 5 м/с; Температура ПГС to = 99,58 С; Давление ПГС В = 100 кПа; Горизонтальная трубка d = 19 мм при подаче ПГС сверху.
Как видно из диаграммы, при увеличении скорости ПГС линии учета Стефанова потока, термического сопротивления пленки и трения потока перемещаются в область более низких паросодержаний. Это связано с общей интенсификацией процессов переноса импульса, тепла и массы в паровой фазе, что является причиной повышения температуры поверхности пленки конденсата.
Увеличение характерного размера теплообменной поверхности, в данном случае диаметра трубки, приводит к смещению линий учета Стефанова потока, термического сопротивления пленки и трения потока в область более высоких паросодержаний. Такое поведение линий, на первый взгляд кажется неправильным, так как при увеличении размера теплообменной поверхности пленка конденсата становится толще. Но при детальном анализе математической модели видно, что помимо нарастания пленки конденсата происходит и нарастание пограничного гидродинамического слоя газа, то есть коэффициенты тепло- и массоотдачи падают, а теплообмен в пленке конденсата наоборот становится более интенсивным за счет увеличения скорости стекания пленки. Поэтому при увеличении диаметра трубки средняя температура поверхности пленки снижается, также снижается и погрешность вычисления суммарного теплового потока при пренебрежении термическим сопротивлением пленки. Однако это не означает, что для пакета трубок линии погрешностей сместятся в область низких концентраций ПГС. Для пакета трубок характерна интенсификация процессов переноса по ходу движения ПГС, которая обусловлена турбулизацией потока. Поэтому линии постоянных погрешностей для пакета трубок сместятся в область более низких паросодержаний по сравнению с одиночной трубой такого же диаметра.
