蒸汽空气热交换器的冷凝解析

蒸汽空气热交换器是以蒸汽为介质的热交换设备，由螺旋缠绕式翅片绕基管而成，适用于两侧介质有相变差异的热交换系统，如冷热空气的交换。用蒸汽加热空气，因管内外传热系数差异大，单一强化一侧传热效果不明显，较好管内外同时强化，如采用螺纹管，但日常使用中普通裸管绕翅片就能满足要求。其工作原理就是冷凝传热。

当壁面温度低于蒸汽饱和温度，蒸汽与壁面相接触时就会冷凝成液体，同时释放出汽化潜热并把热量传递给壁面，壁面再把热量传递给另一侧，这种热交换过程称为冷凝传热。一般来说，单组分的冷凝传热是一种高效传热过程，它的传热系数高于同种流体的单相对流传热系数。但是对于含不凝性气体的混合物冷凝，因不凝气的存在时冷凝传热系数会大大降低。两相流动传热的冷凝过程，应用十分广泛，如蒸馏塔顶汽体馏出物的冷凝；水蒸汽冷凝加热空气的空气热交换器，冷冻剂蒸汽的冷凝等。在冷凝过程中涉及到的主要设备有管壳式冷凝器，空气热交换器，板式冷凝器和螺旋板式冷凝器等，主要是含有不凝性气体的馏出物，或以加热空气为目的的蒸汽冷凝。

冷凝机理关联式是建立在大量实验研究数据和文献数据基础上的，各种冷凝机理关联式都有其应用条件和场合，有一定的局限性。过分简化或在各种冷凝场合都使用相同的关联式是不科学的。例如，不论管内冷凝还是管束外冷凝，不论重力控制流动还是剪刀力控制流动；不论卧式安装还是立式安装；都采用同一种模型是不可取的。实际上，任何方法的计算精度都与其应用场合有关系。因此，在讨论冷凝传热机理时，应将具体的设备与工艺过程结合起来。