OMiUP t2 Gorski9

W zależności od rodzaju skraplania zmienia się wartość współczynnika wnikania ciepła od pary do ścianki wymiennika. Przy skraplaniu kroplowym (perlistym) para ma swobodny dostęp do ścianki wymiany ciepła, przy skraplaniu warstwowym natomiast napotyka przeszkodę w postaci warstewki skroplin, stwarzających dodatkowy opór cieplny. Wskutek tego współczynnik wnikania ciepła przy skraplaniu kroplowym jest od 5 do 10 razy większy niż przy skraplaniu warstwowym. Według W.A. Gudymczuka w jednakowych warunkach zewnętrznych skraplania współczynnik ten wynosi a = 7000 do 9300 W/m²K dla skraplania warstwowego i a = 35000 do 46000 W/m² K dla skraplania kroplowego (wg T. Hoblera ta ostatnia wartość dochodzi do 93000 W/m²-K).

Jeżeli kierunek przepływu skraplającej się pary jest zgodny z działaniem sił ciążenia, tj. odbywa się z góry w dół, to następuje przyspieszenie ściekania warstewki skroplin w dół, zmniejszenie jej grubości, a więc i obniżenie oporu cieplnego. Gdy ruch pary przebiega od dołu ku górze, do pewnych wartości prędkości pary będzie występować zjawisko pogrubiania warstewki skroplin na ścianie, a więc i wzrostu oporu cieplnego. Przy dostatecznie dużej prędkości pary, kiedy występujące siły tarcia przewyższają siły ciążenia, nastąpi zrywanie błonki skroplin z powierzchni wymiany ciepła, co pociąga za sobą zmniejszenie jej grubości, a zatem i zmniejszenie oporu cieplnego.

Przy skraplaniu kroplowym ruch pary z dużą prędkością może powodować rozmywanie i ściekanie kropel skroplin, a więc przechodzenie skraplania kropelkowego w warstwowe.

Skraplanie kroplowe jest zjawiskiem nie ustalonym i występuje zazwyczaj wtedy, gdy powierzchnia ściany wykazuje właściwości utrudniające zwilżanie. Skraplanie kroplowe może wystąpić w nowych skraplaczach, których rurki mają bardzo gładką i śliską powierzchnię. Wraz z upływem czasu eksploatacji skraplacza powierzchnia metalu rurek pokrywa się warstwą tlenków i skraplanie zmienia się na warstwowe.

Spływ warstw skroplin może mieć charakter laminamy lub burzliwy. Na podstawie obserwacji przeprowadzonych podczas skraplania pary uznano, że w zakresie bardzo małych i średnich obciążeń skraplaczy w granicach 25-^90 kg pary /m²-h należy spodziewać się laminamego przepływu skroplin, natomiast przy obciążeniach rzędu 13Ck-200 kg pary /m² h spływ skroplin przybiera charakter burzliwy.

Ponieważ na statkach handlowych obciążenia parowe skraplaczy zawarte są w granicach 30-^50 kg pary/m²-h, więc w dalszym ciągu rozważań spływ warstwy skroplin będzie rozpatrywany wyłącznie jako laminamy.

5.3.3.1 PROCES WNIKANIA CIEPŁA PRZY SKRAPLANIU

Jak już wspomniano uprzednio, mechanizm wymiany ciepła od przepływającego strumienia skraplającej się pary przebiega nieco odmiennie niż podczas oddawania ciepła przy przepływie gazu. Mianowicie cząsteczki pary nie tylko unoszone są w kierunku ścianki przez wiry przepływu burzliwego

89