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凝縮熱伝達

condensation heat transfer

 蒸気が冷却されて凝縮点以下の温度になると液相に変化する.この過程を凝縮と呼び,凝縮を伴う熱伝達を凝縮熱伝達という.凝縮にはいくつかの形態がある.一様な温度・圧力の蒸気相が,異物質の助けを借りずに,分子の熱運動の揺らぎのみによって凝縮する場合を均質凝縮,蒸気相中の異物質(じんあいなど)や固体表面上のくぼみなどを発生核として凝縮する場合を不均質凝縮という.不均質凝縮のうちで,液滴や液噴流などの表面に凝縮する形態を直接接触凝縮と呼ぶ.また,冷却された固体表面上に凝縮する場合については,凝縮液が固体表面をよくぬらして面上に広がる場合を膜状凝縮,表面のぬれ性が悪いために凝縮液が広がらず,大小の液滴の形で面に付着する形態を滴状凝縮という.分子運動論的に見ると,凝縮液表面ではたえず気相中からの蒸気分子の衝突があり,そのうちある割合(これを凝縮係数という)が液中に留まる.一方,液表面からは分子の蒸発があり,これと凝縮する分子数との差が正味の凝縮量となる.凝縮熱伝達では相変化に伴って潜熱が放出され,これが凝縮液中を熱伝導および対流により移動する.したがって,単一成分蒸気の凝縮における熱抵抗は,液相中の温度および流速分布から求められるが,不凝縮性気体が混入している場合には,気相側の物質移動抵抗をも考慮しなければならない.