宿吉强，孙中宁，范广铭，侯晓凡

（哈尔滨工程大学 核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江 哈尔滨 150001）

竖直圆管外含空气蒸汽冷凝传热的实验研究

宿吉强，孙中宁，范广铭，侯晓凡

（哈尔滨工程大学 核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江 哈尔滨 150001）

通过对含空气蒸汽在竖直圆管外表面冷凝传热的实验研究，分析了空气质量分数、压力及过冷度对蒸汽冷凝换热的影响，给出了含空气蒸汽的冷凝传热过程中的实验关联式。结果表明：在空气质量分数及压力不变的条件下，壁面过冷度对冷凝传热系数的影响高于纯蒸汽冷凝过程中的Nusselt层流解；所得到的实验关联式具有更广的适用范围，且其与实验值的误差在±10%以内。

含空气蒸汽；冷凝传热系数；壁面过冷度

新型的三代、四代反应堆中采用的非能动安全壳冷却系统是依靠含空气蒸汽在凝结壁面上的冷凝导出安全壳内热量的。空气的存在增加了冷凝传热过程中的传热传质阻力，对蒸汽的传热有着至关重要的影响［1］。含空气蒸汽的冷凝同时受到壁面过冷度、压力和空气质量分数等诸多参数的影响，这增加了研究的难度［2-5］。为考察各参数对冷凝传热的影响，并得到在更大参数范围内适用的实验关联式，本文在压力为0.2～0.7MPa、空气质量分数为10%～95%、壁面过冷度为27～67℃的条件下，对蒸汽在竖直圆管外壁面的自然对流冷凝过程进行实验研究。

1 实验系统与实验方法

1.1 实验系统

实验系统如图1所示，外径38mm、壁厚2mm的光滑不锈钢实验管位于直径为565mm的圆柱形换热器的中心位置，实验管裸露在换热器内的长度为2m，剩余管段被隔热层包裹。……