Теплообмен при конденсации парогазовой смеси в электрическом поле

Болога М.К., Гросу Ф.П., Поликарпов А.А., Моторин О.В.

Abstract

УДК 536.423.4.535.5

Рассмотрены вопросы, связанные с исследованиями процессов теплопереноса при конденсации пара из паровоздушной смеси при наличии электрического поля. Установлено, что даже очень малые добавки воздуха в паре ухудшает его конденсацию, следовательно, и теплоперенос. Показано, что наложение электрического поля на паровоздушную смесь при конденсации может служить эффективным фактором устранения отрицательного влияния присутствия воздуха на процесс конденсации. При этом выяснено, что причиной этому является коронный разряд и его последствия, который специально для этих целей и создавался за счет насечек на внутреннем электроде цилиндрической системы (электродов). Получены экспериментальные зависимости относительного коэффициента теплоотдачи при конденсации, как функции от концентрации воздуха, скорости подачи смеси в конденсатор пара и удельного теплового потока при различных напряженностях электрического поля. Полученные результаты объясняются электрической зарядкой среды в поле коронного разряда, электрическим ветром и зарядкой границы раздела «пар-жидкость». Получена формула, согласно которой на процесс конденсации очень сильное влияние оказывает эффективный диаметр молекул (ψ ~ d_*⁶), который в электрическом поле может увеличиваться за счет сольватации ионов молекулами воды, что приводит к новому механизму интенсификации процесса конденсации в электрическом поле.

The study has been carried out on the heat transfer processes at the condensation of vapor-air mixture in the presence of an electric field. It is established that even very small additions of air impair vapor condensation, hence, the heat transfer. It is shown that application of an electric field can be an effective factor in eliminating negative effects of the presence of air on the process of condensation. It has been found out that corona discharge, specially created by means of notches on the surface of the inner electrode, and its effects are the main actors in enhancing condensation. The experimental dependences are obtained of the relative heat transfer coefficient under condensation as a function of the air concentration, of the flow rate of the vapor-air mixture delivery into the vapor condenser, and the specific heat flow at different electric field intensities. The results are accounted for by the electrical charging of the medium in the corona discharge area, by the convective stream and by the charging of "vapor-liquid” interface. A formula has been deduced, according to which the process of condensation is strongly influenced by the effective diameter of molecules (ψ ~ d_*⁶). This effect can be more pronounced in the electric field due to the ion solvation by water molecules, which results in a new mechanism for the intensification of the condensation process in an electric field.

Download full-text PDF. 5376 downloads

Menu

Vol. 47 (2011), Issue 6, p. 48-54

Теплообмен при конденсации парогазовой смеси в электрическом поле

Abstract