4.4.5 Конденсація

Процес перетворення парової фази в рідку називають конден­сацією. Вона супроводжується значним зменшенням об'єму про­стору, який займала пара, що конденсується. Якщо процес кон­денсації відбувається в замкнутому об'ємі, то тиск в цьому об'ємі падає. Тому процес конденсації використовують для створення вакууму. Пара, що конденсується, залежно від умов конденсації може утворювати або плівки, які покривають поверхню, на якій відбувається конденсація, або краплі рідини. Розрізняють два ви­ди конденсації: плівкову і краплинну.

Краплинна конденсація має місце тоді, коли процес конден­сації відбувається на незмочуваній рідиною поверхні, що утво­рюється під час конденсації пари. На змочуваній конденсатом по­верхні рідина поширюється на всю поверхню, утворюючи плівку. Це буде плівкова конденсація. Не змочуються добре відполіро­вані поверхні, а також змащені жиром, гасом або мінеральними маслами. Коефіцієнт теплопередачі у випадку краплинної конден­сації значно вищий ніж за умови плівкової конденсації.

Практично конденсація відбувається або на охолоджувальній металевій поверхні, або на поверхні падаючих крапель, струмин і плівок холодної рідини. У першому випадку ми маємо поверх­неві конденсатори, у другому — зрошувальні або змішувальні.

Конденсацію застосовують для одержання рідини з пари і для утворення вакууму. В останньому випадку процес конденсації до­поміжний, як це ми бачили, розглядаючи багатокорпусну випарну установку, що працює під вакуумом. Для першого випадку вико­ристовують поверхневі конденсатори змішування (зрошувальні).

Поверхневі конденсатори застосовують тоді, коли треба зібрати конденсат і використати його для технічних потреб. Як свідчить назва цих апаратів, конденсація в них відбувається по поверхні теплообміну. Цією поверхнею може бути поверхня будь-якого типу теплообмінних апаратів рекуперативного типу. Як поверхневі конденсатори використовують кожухотрубні теп­лообмінники, зрошувальні, змійовики, "труба в трубі" та інші ти­пи. Проте процес, що відбувається в поверхневих конденсаторах,

176

складніший, ніж у теплообмінниках, оскільки в цих апаратах змінюється агрегатний стан середовища.

Розглянемо найзагальніший випадок, коли в конденсатор надходить перегріта пара, а з нього видаляють охолоджену ниж­че температури конденсації рідину — конденсат.

Температура води, що стікає в приймач, недостатня для викори­стання її у виробництві. Щоб одержати трохи теплішу воду, викори­стовують двоступеневшп барометричний конденсатор (рис. 4.29).

У перший конденсатор воду подають у такій кількості, щоб па­ра конденсувалася неповністю. Проте при цьому температура ба­рометричної води вища, ніж у тому випадку, коли конденсація відбувається повністю. Несконденсована у першому конденсаторі пара надходить у другий конденсатор. Температура барометричної води в ньому нижча. Змінюючи кількість води, яку подають у пер­ший конденсатор, можна регулювати температуру гарячої води.

Крім конденсаторів з полицями у промисловості використо­вують ще тарілчасті конденсатори (рис. 4.30), які працюють за . тим самим принципом, що і полицеві, але вода в них стікає вниз

177

Рис. 4.30. Схема тарілчастого конденсатора

не плоскими каскадами, а циліндрични­ми. У цьому конденсаторі поверхня опо­ру води і пари більш розвинена порівня­но з плівковим. Будова його і ремонт складніші.