Кондензация | dLambow

Кондензация на водните пари

Какво е кондензация?

При кондензация на пара (лат. condense - натрупвам, уплътнявам, сгъстявам) имаме процес на преминаване в течно състояние (вода) от състоянието на парообразуване (пара). Това е обратният процес на парообразуването. А ако прехода е директно от пара в твърдо състояние, това е десублимация. Максималната температура, под която настъпва кондензация, се нарича критична температура. Парата, от която може да възникне конденз, е или наситена, или ненаситена.

Същност на кондензацията

Кондензацията винаги е придружена от освобождаване на енергия, тоест топлината трябва да бъде отстранена от веществото. В този случай вътрешната енергия на водата намалява. Това се случва само при определена температура, съвпадаща с точката на кипене. Докато трае кондензацията, температурата на водата не се променя.

Кондензация на водните пари

Видове кондензация

Кондензация може да се появи в обема на пространството (мъгла, дъжд) или върху охладената повърхност. В топлообменниците се получава конденз върху охладената повърхност. При такава кондензация, температурата на повърхността на стената  трябва да бъде по-малка от температурата на насищане на парата. От своя страна кондензацията върху охладена повърхност може да бъде два вида:

Филмова кондензация

Филмовата кондензация възниква, когато течност овлажнява повърхността (течност - омокряща, повърхност - омокряема), при което кондензът образува непрекъснат филм.

Капкова кондензация

Капковата кондензация възниква когато кондензът е неомокряща течност и се събира на повърхността на капчици, които бързо се оттичат, оставяйки почти цялата повърхност чиста.

Приложение на кондензацията

Какво трябва да се направи, за да кондензира водата?

Първо, трябва да се охлади до температурата на кипене, като се отнема количество топлина, равно на относителната топлоемкост на водата. След това е необходимо да се отнеме количеството топлина, равно на относителната топлина на парообразуване на водата. Кондензацията настъпва при постоянна температура, равна на точката на кипене.

Кондензация в топлообменници

Кондензацията намира приложение в много топлообменници, в инсталации за обезсоляване и в технологични дестилационни апарати. Най-важното й приложение е в топлоелектрическите централи в кондензаторите на парните турбини. При тях се получава конденз по тръби с водно охлаждане.

За да се повиши ефективността на термодинамичния цикъл на топлоелектрическата централа, е важно да се намали температурата на кондензация (поради намаляване на налягането) и обикновено тя е близка до температурата на охлаждащата вода (до 25–30° С).

Интензификация на топлообмена в кондензаторите

Основният начин за интензификация на кондензацията е да се намали дебелината на филма, чрез отстраняването му от топлообменната повърхност. За тази цел:

• - на вертикалните тръби се монтират капачки за кондензат или усукани ребра. Например, капачките, монтирани на стъпки от 10 см, увеличават топлопреминаването с 2-3 пъти,
• - на хоризонтални тръби се поставят ниски ребра, по които бързо тече кондензат. Подаването на пара е ефективно при тънки струи, които разрушават филма (преносът на топлина се увеличава 3-10 пъти).

Кондензация по стъклата на прозорците

Кондензът по стъклата на прозорците се получава през студения сезон. Той се получава, когато температурата на повърхността падне под температурата на точката на оросяване. Температурата на точката на оросяване зависи от температурата и влажността на въздуха в помещението.

Причината за образуването на кондензат върху прозорците 

може да бъде както

• - прекомерно повишаване на влажността вътре в помещението, причинено от нарушение на вентилацията, така и
• - ниски топлоизолационни свойства на:
• = стъклото,
• = прозоречната рамка,
• = кутия за прозорци,
• = неправилна монтажна дълбочина на прозореца,
• = неправилна монтажна дълбочина спрямо изолационния слой на стената,

при пълно отсъствие или при некачествена изолация на пространството около прозореца.

Заключение

Кондензация на водна пара е преходът на водата от газообразно в течно състояние (понякога понятието кондензация включва и прехода от газообразно в твърдо състояние, но по-скоро това е десублимация). Кондензацията изисква въздухът да бъде наситен (или дори пренаситен) с водна пара. По правило това състояние възниква:

• - с намаляване на температурата на въздуха, а в някои случаи
• - с увеличаване на съдържанието на влага.

В атмосферата, въздушното охлаждане с последваща кондензация обикновено се получава при адиабатно издигане, когато въздухът преминава над студена подстилаща повърхност и т.н. Тъй като максималното количеството водна пара, което може да се съдържа във въздуха, е пропорционално на неговата температура, тогава по време на охлаждане настъпва момент, в който се достига насищане (т.е. относителната влажност на въздуха е 100%).

----------------