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Wand) tritt nach Verschwinden des Flüssigkeitsfilms auf, die Wandtemperatur steigt bei
aufgeprägter Wärmestromdichte stark an (
T
W
T
S
). Empirische Beziehungen für
exis-
tieren in großer Zahl. Hier muss auf die Literatur verwiesen werden (z. B. [2]). Dabei ist zu
beachten, dass sich Gemische anders als reine Stoffe verhalten.
Wärmeübergang bei Kondensation
Kondensation ist der Übergang vom gas-(dampf-)förmigen Zustand in den flüssigen, wobei
die Verdampfungsenthalpie
( )
D
hT
wieder frei wird. Physikalisch ist der Prozess der
VS
Kondensation zu unterteilen in:
Kondensation an gekühlten Oberflächen,
Kondensation in unterkühlten Flüssigkeiten,
spontane Kondensation im unbegrenzten Raum.
Hier soll nur die Kondensation eines reinen Dampfs (
T
S
) betrachtet werden, sodass an den
gekühlten Oberflächen (
T
W
) keine nichtkondensierbaren Gase vorbeistreichen. Die Dampfteil-
chen wandern mit dem Stoffstrom
m
zur Wand hin und geben die Verdampfungsenthalpie
sowie die Unterkühlungswärme ab:
(
)
Qm
=
D
h
cT T
+
−
(2.119)
D
V,S
p
S
W
Hierbei bildet sich meist ein Kondensatfilm (
Filmkondensation
) der Dicke
s
aus, der
entlang der Wand nach unten fließt. Bei schlecht benetzender Wand entstehen einzelne
Tropfen (
Tropfenkondensation
), die nach unten fallen. Infolge von Verschmutzung und
der deshalb immer besser werdenden Benetzbarkeit der Kühlfläche tritt bei in Betrieb
befindlichen Anlagen die Tropfenkondensation nur selten auf, obwohl sie wegen der stets
wieder freiwerdenden Kühlfläche wünschenswert ist.
Experimente zeigen, dass ein dicker Kondensatfilm wellig und turbulent werden kann. Der
Übergang laminar-wellig findet bei
, der Umschlag zur turbulenten Strömung
bei
Re
s
≈ 400 statt. Untersuchungen zeigen jedoch, dass die Welligkeit bei der Modellierung
des Wärmeübergangs ohne großen Fehler unberücksichtigt bleiben kann. Ein laminarer
Film der Dicke
s
hat die mittlere Geschwindigkeit:
Re
=
c s v
8
≈
s
2
gs
2
33
c
=
c
=
(2.120)
max
wobei sich das Geschwindigkeitsprofil bei von der Wand senkrecht weglaufender Koordinate
y
aus der Impulsbilanz zu
g
y
c
=
ys
−
(2.121)
2
ermitteln lässt. Aus der Energiebilanz folgt der lineare Temperaturverlauf:
TT
−
SW
TT
=
+
y
(2.122)
W
s
