Dropwise condensation of steam at elevated pressures

• Published in: Chemical engineering science 1969-01, Vol.24 (3), p.571-583
• Main Authors: Dolloff, J.B., Metzger, N.H., Roblee, L.H.S.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0009-2509; 1873-4405
• DOI: 10.1016/0009-2509(69)85027-X

The results of a study of the mechanism of dropwise condensation of steam at elevated pressures are presented. In this investigation, cupric oleate was used to promote dropwise condensation on a vertical copper surface. In the first phase of this work, equivalent heat transfer coefficients for dropwise condensation of steam were determined experimentally for pressures ranging from 0 to 142 psig (362°F). The results showed that for each Δ T s there is a pressure at which the film coefficient is a maximum and that this maximum increases slightly as Δ T s decreases. For a Δ T s of 10 and 20°F, the maximum heat transfer coefficient is 33,000 and 24,000 Btu/hr-ft 2-°F respectively and lies in the pressure range 50–60 psig. It is believed that this maximum reflects the formation of a quasi-film of closely packed drops which offers considerable resistance to heat transfer. Photographic analysis of the dropwise condensation phenomena revealed that the combined effects of drop cycle time, free area available for condensation, and condensing surface temperature are the factors which cause a maximum in the equivalent heat transfer coefficient. A theoretical analysis is presented which is consistent with experimental observations. Also photographs revealed that dropwise condensation was maintained for pressures up to 120 psig (350°F). Les résultats d'une étude sur le mécanisme de la condensation goutte à goutte de vapeur à des pressions élevées, sont présentés. Au cours de cette recherche, l'oléate cuivrique a été utilisé pour promouvoir la condensation goutte à goutte sur une surface verticale en cuivre. Au premier stade de cette étude, les cofficients équivalents d'échange de chaleur pour la condensation goutte à goutte de la vapeur ont été déterminés expérimentalement, pour des pressions allant de 0 à 142 psig (362°F). Les résultats indiquaient que pour chaque Δ T s il existe une pression à laquelle le coefficient du film atteind son maximum et que ce maximum s'élève légèrement quand Δ s décroit. Pour un Δ T s de et 20°F, le coefficient maximal d'échange de chaleur est de 33,000 et 24,000 Btu/hr-ft 2-°F respectivement, et se maintient dans la gamme de pressions de 50–60 psig. On croit que ce maximum reflète la formation d'une quasi-pellicule de gouttes très serrées opposant une résistance considérable à l'échange de chaleur. L'analyse photographique de phénomène de condensation goutte à goutte à révélé que les effets combinés de la durée du cycle de la goutte, la z