H_(2)O-CO_(2)、H_(2)O-N_(2)、H_(2)O-He水平管外自然对流凝结换热特性研究

摘要

不凝性气体制约换热设备安全和系统效率,为研究不凝性气体-蒸气于水平管外自然对流凝结换热机理和特性,实验测量了不凝性气体He、N_(2)、CO_(2)质量分数分别为1.16%~18.18%、7.56%~60.86%、11.39%~70.95%,壁面过冷度为5~25 K,总压力为5~101 kPa的H_(2)O-He、H_(2)O-N_(2)、H_(2)O-CO_(2)自然对流条件下水平管外凝结换热特性,对比分析了H_(2)O-He、H_(2)O-N_(2)、H_(2)O-CO_(2)的不凝性气体质量含量、壁面过冷度以及压力因素的影响。压力和壁面过冷度一定,相同质量分数时,实验凝结传热系数与Nusselt理论解的比值(Q/QNu)由大到小依次为:H_(2)OCO_(2)、H_(2)O-N_(2)、H_(2)O-He;相同摩尔分数时,Q/QNu由大到小依次为:H_(2)O-He、H_(2)O-N_(2)、H_(2)O-CO_(2)。相同总压力和不凝性气体质量分数时,H_(2)O-He的Q/QNu随着壁面过冷度的增加下降最为缓慢。相同不凝性气体质量分数和壁面过冷度时,H_(2)O-He的Q/QNu值最小,其受压力影响最为显著。