1、凝结换热现象

蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时，将汽化潜热释放给固体壁面，并在壁面上形成凝结液的过程，称凝结换热现象。有两种凝结形式。

2、凝结换热的分类

蒸汽与低于相应压力下饱和温度的冷壁面或冷液体相接触时，就会发生凝结现象。蒸汽释放出气化浴热并凝结为液体。当凝结过程在冷壁面上进行时，视凝结液体依附壁面的不同．可分为膜状凝结和珠状凝结两种。

1） 膜状凝结

（1）定义：凝结液体能很好地湿润壁面，并能在壁面上均匀铺展成膜的凝结形式，称膜状凝结。

（2）特点：壁面上有一层液膜，凝结放出的相变热（潜热）须穿过液膜才能传到冷却壁面上，此时液膜成为主要的换热热阻

当凝结液体能润湿壁面(凝结液和壁面的润湿角θ＜90＝时，凝结液体在壁面上形成一层完整的液膜，这种凝结称为膜状凝结。膜状凝结时，壁面总是被一薄层凝结液膜所覆盖，这层液膜把蒸汽与冷壁面隔开。因此，当形成液膜后．蒸汽凝结只能在液膜表面上发生，凝结时放出的潜热必须通过这层液膜才能传给冷壁面。由于蒸汽凝结为液体的相变热阻通常较小(表现在气—液界面的温度一班近似等于蒸汽的饱和温度)，因此这层液膜是膜状凝结传热过程的主要热阻。

在膜态凝结时由于冷凝壁面被冷凝液覆盖，蒸汽凝结放出的汽化潜热必须通过液膜后由壁面带走，因而成为凝结换热的主要热阻，如果冷凝壁面是水平放置，那么随着凝结过程的进行液膜厚度会逐步增加，热阻也就越来越大；如果冷凝壁面是竖直安放，那么液膜会在重力作用下向下流动，形成一个流动的液膜层，随着沿途蒸汽的不断凝结液膜也会逐步增厚，变成一个类似于流体边界层的流动换热的模式。显然，竖直壁面上部的换热性能要好于竖直壁面的下部。

2）珠状凝结

（1）定义：凝结液体不能很好地湿润壁面，凝结液体在壁面上形成一个个小液珠的凝结形式，称珠状凝结。

如图：1）θ小则液体湿润能力强，就会铺展开来。一般情况下，工业冷凝器，形成膜状凝结，但珠状凝结的形成比较困难且不持久（虽然h膜<<h珠）。

（2）特点：凝结放出的潜热不须穿过液膜的阻力即可传到冷却壁面上。

当凝结液不能润湿壁面(θ＞90)时，凝结液在壁面许多点上(称为凝结核心)以—颗颗小液珠的形式依附于壁面，这种凝结称为珠状凝结。在界面力的作用下，这些液珠逐渐长大，到一定尺寸后，当重力的影响超过界面力时，它们便随机地沿壁滚下。这些滚下的液珠与相通的液珠汇合成较大的液滴，在向下滚动的同时．扫清了沿途的液珠，让出无液珠的壁面供继续凝结．这样在冷劈面上又会有新的液珠形成并长大。这样，凝结过程主要是直接在冷壁面上进行的，没有凝结液膜引起的附加热阻，因此有较高的换热强度。实验表明珠状凝结的换热系数比膜状凝结要高5—10倍以上。虽然如此，但到目前为止．在工业冷凝器中还没能创造出持久地保持珠状凝结的工作条件。珠状凝结的机理及保证产生珠状凝结的条件正在广泛地研究中。如果冷凝壁面水平放置，壁面迟早会被冷凝液覆盖；如果冷凝壁面是竖直安放，液珠会逐步变大而沿着壁面向下滚动，使得冷凝壁面始终能与蒸汽直接接触，保持良好的热交换性能。

在其它条件相同时，珠状凝结的表面传热系数定大于膜状凝结的传热系数。

3、产生的条件：固体壁面温度 必须低于蒸气的饱和温度 。