Die Trennung von Gas-Dampf-Gemischen durch Kondensation im senkrechten Rohr bei hohen Reynolds-Zahlen

Zusammenfassung Der Wärme- und Stoffübergang bei der Kondensation von Dampf aus einem Gas-Dampf-Gemisch bei sehr hohen Reynolds-Zahlen wurde theoretisch und experimentell untersucht. In einem senkrechten Messingrohr wurde ein Gemisch aus Monofluortrichlormethan (R11) und Stickstoff mit Gaskonzentrationen X_G+~0,01...0,42 bei Re +~70000... 450000 gekühlt; die Reynoldszahl der Kondensatfilmstromungerreichte Werte von über 1000. Eine mathematische Methode wurde entwickelt, um verschiedene Größen als Funktion der Hauptparameter Gaskonzentration, Reynoldszahl des Gemisches und Kühllange darzustellen.

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The separation of gas-steam-mixtures by condensation in a vertical tube at high reynold-numbers

Heat and mass transfer for condensation from a gas-vapor-mixture with very high Reynolds-numbers was analyzed on a theoretical and experimental basis. A mixture of monofluorotrichloromethane (R 11) and nitrogen was cooled in a vertical brass tube. The gas concentrations and the Reynolds-numbers comprised the ranges X_G t+~0.01...0.42 and Re t+~70,000...450, 000; the Reynolds-number of the condensate film flow reached values of above 1000. A mathematical method was developed to show the various values as function of the main parameters, such as gas concentration, Reynolds-number of the mixture and cooling length.

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Bezeichnungen a, b Koeffizienten - b dimensionslose Schichtdicke - c_p spezifische Warmekapazität - d Durchmesser - D Diffusionskoeffizient - F Oberfläche - g Fallbeschleunigung - h spezifische Enthalpie - m Massenstrom - p Druck - q Wärmestromdichte - Q Wärmestrom - r Verdampfungsenthalpie - s Filmdicke - t Temperatur - U allgemeiner Funktionswert - U Umfang - v spezifisches Volumen - w Geschwindigkeit - x Molanteil - y Massenanteil - z Längskoordinate der Rohrströmung - X,Y,Z allgemeine unabhangige Variablen - Wärmeübergangskoeffizient - Stoffübergangskoeffizient - dynamische Viskosität - Wärmeleitkoeffizient - kinematische Viskosität - Dichte - Tautemperatur - Partialdruckanteil - MolmasseIndices a außen - B Bezugszustand - D Dampf - f Phasengrenzfläche - G Gas - gem Gemisch - i innen - k Strömungskern - K Kondensat - Kv konvektiv - L Kolbenstellung - m mittel - W Wand - z örtlich, an der Stelle z - Funktionswert integraler Mittelwert - 0 bei z=0 (Eintritt)