滴状冷凝工业应用研究进展.pdf

第 2期 化 工 进 展 ·l7 · 滴状冷凝工业应用研究进展 赵 起 林 圮 方 (大连理工大学化工所，116024) 本文从表面科学的角度．把到目前为止获得j商状冷凝的各种方怯进行归类，指出了各种方法 曲特点及存在的问匿，并在此基础上提出了实现水蒸汽和有机蒸气滴状冷凝的新途径 。从中可以 了解 目前滴状冷凝工业应用课题研究现状及发展动向。 表面科学的角度，对 已获得滴状冷凝的方法 一 、 引 言 及存在的问题进行评述 ，井在此基础上提出 滴状冷凝是一种高效传热方式，它是现 实现水蒸汽和有机蒸气滴状冷凝新途径 。 有传热现象中具有最高传热系数的过程 ，其 二、获得滴状冷凝的几种方法 传热系数是相应膜状冷凝传热系数的几倍至 几十倍 。据粗略估算，若实现水蒸汽滴状冷凝 液体在固体表面上形成液滴而不铺展成 工业应用，即用滴状冷凝换热器代替 目前的 膜的必要条件是固体应具有较低表面能。但 膜状冷凝换热器，总传热系数将提高一倍， 是固体表面能的测定比较困难，只能知道一 所需有效换热面积将减少一半。对于有机物 个大概范围。一般液体的表面张 力都 在0．1 的冷凝，因其物性关系，其膜状冷凝传热系 s／m以下。以此为界，有机固体和无机固体 数相当低。因此，若实现有机蒸气滴状冷凝工 也大致分为两个区域。后者如常见的金属及 业应用，所需有效换热面积将会更大幅度地 其氧化物、碱化物、无机盐等，其表面称为 降低 。冷凝器在石油、化工、电力、轻工、 高能表面。它们与一般液体接触后，体系表 食品、医药等工业 中应用较广泛，从节省原 面能将有较大的降低，应为 一般 液体 所满 料、缩小换热器体积、节约能置角度看，若 湿}而通常固体有机物及高聚物的表面船剐 能实现滴状冷凝工业应用 ，必将产生 巨大 的 与一般液体不相上下，被称为低能表面，其 经济效益 。 润湿性质随固，液两相成分与性质不同而有 自本世纪3O年代发现滴状冷凝 这种高 很大变化 “。由上面讨论可知，金属及其氧 效传热现象以来 “，吸引了众多的传热研究 化物为高能表面，而工业冷凝嚣多为金属材 者致力于滴状冷凝工业应用的研究，但迄今 料制造，所 以膜状冷凝为普遍现象。因此要 仍未获得有应用价值的滴状冷凝传热表面。 在金属表面上获得滴状冷凝，必须降低其表 1978年，在第六届国际传热会议上，日本东 面能。迄今为止，一般都采用在金属表面外 京大学教授I．Tanasawa“指 出，开 发能长 加一层具有低表面船的材料，靠物理或化学 久维持滴状冷凝的低能表面是滴状冷凝应用 吸附作用与表面结台，具体方法分述如下。 方面 的一个十分重要课题 。这个课题不仅涉 1．实现水蒸i-漓【状冷凝的方法 及传热学，而且更多地属于表面科学、材料 (1)预先在金属表面上涂有憎水基的 科学和表面处理技术等内容，处于几个学科