Конденсация паров в поверхностных конденсаторах

Конденсацией называется процесс перехода пара или газа в жидкое состояние, проводимый путем охлаждения пара (раза) или сжатия и охлаждения одновременно.

Рассмотрим процессы конденсации, проводимые только путем охлаждения пара водой или холодным воздухом. Аппараты, в которых осуществляется сжижение пара, называют конденсаторами.

Конструкция конденсаторов зависит от давления, при котором проводится процесс. Конденсацией часто пользуются для создания и поддержания некоторого постоянного разрежения, например, в процессах выпаривания, вакуум-сушки и др. При конденсации под вакуумом непрерывно охлаждают конденсируемые пары и непрерывно удаляют получающийся конденсат, а также все неконденсирующиеся газы, поступающие в конденсатор с парами или с охлаждающей водой.

Конденсацию путем охлаждения холодной водой можно проводить двумя способами:

• в поверхностных конденсаторах, где пар конденсируется на внешних или внутренних поверхностях труб, омываемых с другой стороны холодной водой;
• в конденсаторах смешения, где пар приводится в непосредственное соприкосновение с охлаждающей водой, впрыскиваемой в пар.

Разновидностью конденсаторов смешения являются эжекторные конденсаторы, в которых водяная струя, непосредственно соприкасаясь с паром, не только конденсирует последний, но и одновременно удаляет из конденсатора воздух и неконденсирующиеся газы, попадающие с паром, с охлаждающей водой и через неплотности в соединениях.

Так же как и холодильники, поверхностные конденсаторы могут быть разделены на три группы:

1. с водяным охлаждением (погружные);
2. с воздушным охлаждением;
3. с орошением (оросительные).

В поверхностных конденсаторах теплообмен между паром и охлаждающей водой (или воздухом) совершается через разделяющую их теплопроводящую стенку; при этом пространство, в котором происходит конденсация, может находиться под атмосферным или другим давлением. Если конденсационная установка работает под вакуумом, необходимо создавать разрежение в том аппарате, откуда поступает на конденсацию пар, и постоянно поддерживать это разрежение, а также возвращать для использования конденсат при возможно более высокой температуре.

Поверхностные конденсаторы с водяным охлаждением. В конденсаторах этого типа конденсируемый пар и вода движутся противотоком друг к другу; охлаждающая вода поступает снизу и движется вверх, пар поступает сверху, а конденсат отводится снизу.

Поверхность теплообмена, потребная для конденсации заданного количества пара, может быть вычислена опытным путем из уравнения теплопередачи, причем в общем случае могут протекать три отдельных процесса;

1. охлаждение поступающих в конденсатор перегретых паров до температуры их насыщения;
2. конденсация насыщенного пара, т.е. сжижение пара в жидкость при постоянной температуре;
3. охлаждение полученного конденсата до заданной температуры.