蒸汽空氣熱交換器是以蒸汽為介質(zhì)的熱交換設(shè)備,由螺旋纏繞式翅片繞基管而成,適用于兩側(cè)介質(zhì)有相變差異的熱交換系統(tǒng),如冷熱空氣的交換。用蒸汽加熱空氣,因管內(nèi)外傳熱系數(shù)差異大,單一強化一側(cè)傳熱效果不明顯,較好管內(nèi)外同時強化,如采用螺紋管,但日常使用中普通裸管繞翅片就能滿足要求。其工作原理就是冷凝傳熱。
當壁面溫度低于蒸汽飽和溫度,蒸汽與壁面相接觸時就會冷凝成液體,同時釋放出汽化潛熱并把熱量傳遞給壁面,壁面再把熱量傳遞給另一側(cè),這種熱交換過程稱為冷凝傳熱。一般來說,單組分的冷凝傳熱是一種高效傳熱過程,它的傳熱系數(shù)高于同種流體的單相對流傳熱系數(shù)。但是對于含不凝性氣體的混合物冷凝,因不凝氣的存在時冷凝傳熱系數(shù)會大大降低。兩相流動傳熱的冷凝過程,應(yīng)用十分廣泛,如蒸餾塔頂汽體餾出物的冷凝;水蒸汽冷凝加熱空氣的空氣熱交換器,冷凍劑蒸汽的冷凝等。在冷凝過程中涉及到的主要設(shè)備有管殼式冷凝器,空氣熱交換器,板式冷凝器和螺旋板式冷凝器等,主要是含有不凝性氣體的餾出物,或以加熱空氣為目的的蒸汽冷凝。
冷凝機理關(guān)聯(lián)式是建立在大量實驗研究數(shù)據(jù)和文獻數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的,各種冷凝機理關(guān)聯(lián)式都有其應(yīng)用條件和場合,有一定的局限性。過分簡化或在各種冷凝場合都使用相同的關(guān)聯(lián)式是不科學的。例如,不論管內(nèi)冷凝還是管束外冷凝,不論重力控制流動還是剪刀力控制流動;不論臥式安裝還是立式安裝;都采用同一種模型是不可取的。實際上,任何方法的計算精度都與其應(yīng)用場合有關(guān)系。因此,在討論冷凝傳熱機理時,應(yīng)將具體的設(shè)備與工藝過程結(jié)合起來。