1、凝結換熱現象

蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時，將汽化潛熱釋放給固體壁面，并在壁面上形成凝結液的過程，稱凝結換熱現象。有兩種凝結形式。

2、凝結換熱的分類

蒸汽與低于相應壓力下飽和溫度的冷壁面或冷液體相接觸時，就會發生凝結現象。蒸汽釋放出氣化浴熱并凝結為液體。當凝結過程在冷壁面上進行時，視凝結液體依附壁面的不同．可分為膜狀凝結和珠狀凝結兩種。

1） 膜狀凝結

（1）定義：凝結液體能很好地濕潤壁面，并能在壁面上均勻鋪展成膜的凝結形式，稱膜狀凝結。

（2）特點：壁面上有一層液膜，凝結放出的相變熱（潛熱）須穿過液膜才能傳到冷卻壁面上，此時液膜成為主要的換熱熱阻

當凝結液體能潤濕壁面(凝結液和壁面的潤濕角θ＜90＝時，凝結液體在壁面上形成一層完整的液膜，這種凝結稱為膜狀凝結。膜狀凝結時，壁面總是被一薄層凝結液膜所覆蓋，這層液膜把蒸汽與冷壁面隔開。因此，當形成液膜后．蒸汽凝結只能在液膜表面上發生，凝結時放出的潛熱必須通過這層液膜才能傳給冷壁面。由于蒸汽凝結為液體的相變熱阻通常較小(表現在氣—液界面的溫度一班近似等于蒸汽的飽和溫度)，因此這層液膜是膜狀凝結傳熱過程的主要熱阻。

在膜態凝結時由于冷凝壁面被冷凝液覆蓋，蒸汽凝結放出的汽化潛熱必須通過液膜后由壁面帶走，因而成為凝結換熱的主要熱阻，如果冷凝壁面是水平放置，那么隨著凝結過程的進行液膜厚度會逐步增加，熱阻也就越來越大；如果冷凝壁面是豎直安放，那么液膜會在重力作用下向下流動，形成一個流動的液膜層，隨著沿途蒸汽的不斷凝結液膜也會逐步增厚，變成一個類似于流體邊界層的流動換熱的模式。顯然，豎直壁面上部的換熱性能要好于豎直壁面的下部。

2）珠狀凝結

（1）定義：凝結液體不能很好地濕潤壁面，凝結液體在壁面上形成一個個小液珠的凝結形式，稱珠狀凝結。

如圖：1）θ小則液體濕潤能力強，就會鋪展開來。一般情況下，工業冷凝器，形成膜狀凝結，但珠狀凝結的形成比較困難且不持久（雖然h膜<<h珠）。

（2）特點：凝結放出的潛熱不須穿過液膜的阻力即可傳到冷卻壁面上。

當凝結液不能潤濕壁面(θ＞90)時，凝結液在壁面許多點上(稱為凝結核心)以—顆顆小液珠的形式依附于壁面，這種凝結稱為珠狀凝結。在界面力的作用下，這些液珠逐漸長大，到一定尺寸后，當重力的影響超過界面力時，它們便隨機地沿壁滾下。這些滾下的液珠與相通的液珠匯合成較大的液滴，在向下滾動的同時．掃清了沿途的液珠，讓出無液珠的壁面供繼續凝結．這樣在冷劈面上又會有新的液珠形成并長大。這樣，凝結過程主要是直接在冷壁面上進行的，沒有凝結液膜引起的附加熱阻，因此有較高的換熱強度。實驗表明珠狀凝結的換熱系數比膜狀凝結要高5—10倍以上。雖然如此，但到目前為止．在工業冷凝器中還沒能創造出持久地保持珠狀凝結的工作條件。珠狀凝結的機理及保證產生珠狀凝結的條件正在廣泛地研究中。如果冷凝壁面水平放置，壁面遲早會被冷凝液覆蓋；如果冷凝壁面是豎直安放，液珠會逐步變大而沿著壁面向下滾動，使得冷凝壁面始終能與蒸汽直接接觸，保持良好的熱交換性能。

在其它條件相同時，珠狀凝結的表面傳熱系數定大于膜狀凝結的傳熱系數。

3、產生的條件：固體壁面溫度 必須低于蒸氣的飽和溫度 。