- 文献综述（或调研报告）：
1、前言
立式冷凝器相比卧式冷凝器，具有占地面积小、结构简便、抽管束和维修方便等优点。然而，传统弓形折流板结构的立式冷凝器由于管外凝结液在重力作用下聚集，管束表面的凝结传热热阻很快沿程增大，导致其壳侧的凝结换热系数明显低于卧式冷凝器，从而限制了立式冷凝器的应用。因此强化立式冷凝器的管外凝结换热，对于在发电行业推广立式给水加热器极具价值[1]。
为了强化立式冷凝器的管外凝结换热，出现了立式三分螺旋折流板冷凝器方案[2] , 该方案主要针对高、低压给水加热器等壳侧凝结的管壳式换热器，在垂直管束的壳侧设置周向重叠三分螺旋折流板，将管束分隔成短管段，使倾斜折流板具有 “排液盘”的功能，不断将管束上的冷凝液刮下。蒸汽则将在折流板的作用下沿螺旋通道流动。同时，在折流板下游边设置挡液堰和在折流板弧段上设置疏水缺口，可及时将从管束表面流下的凝结液沿壳体内壁排泄到换热器底部，有效减薄传热管壁外液膜厚度，增加凝结量，提高换热系数[1]。
- 研究现状
2.1、凝结理论研究现状
2.1.1国外研究现状
凝结现象在航天、核电反应、化学过程等工程的应用促进了关于凝结工作的研究。出现了不少关于水平或垂直平板、圆管或非圆管等不同几何结构表面凝结的模型。关于液膜凝结的模型第一个是由Nusselt[3] 来的，他在研究中忽略了气液交界面剪切力和蒸汽流动的影响。假设液膜内的温度呈线性分布，即认为液膜内的对流作用相对于导热作用可以忽略，液膜平整无波动，蒸汽是静止的，气液界面上无对液膜的粘滞应力，液膜的惯性力可以忽略，液相界面无温差，界面上液膜温度等于饱和温度。后来有很多学者在Nusselt的基础上对他的模型进行了改进，Fujii、Rohsenow等[4-5]考虑了界面剪切力的影响，但假设沿轴向方向剪切力为恒定值。基于Nusselt提出的垂直平板凝结问题， Sparrow[6]建立的模型考虑了中间冷却，气液界面剪切力和扩散对凝结换热的影响。Chenl[7]解释了表面波动和紊流对紊流液膜凝结的影响。Shekriladze和Gomelauri[8]第一个提出对于受迫对流液膜层流流动时，相对于流动蒸汽产生的有效拉力，重力可以忽略，在液膜的动量方程中忽略了表面张力、惯性力、压力降和重力源项。后来Rose[9]等人采用与Shekriladze和Gomelauri相同的假设，研究了压力降对流动的饱和蒸汽在水平管上形成液膜的影响。Narain[9]等考虑了光滑和波动相界面对凝结的影响，并提出采用一维数值解法来预估交界面剪切力与换热关联式。Oh Seungmin[10]等实验研究了垂直管中的蒸汽完全受迫下流凝结，并采用库特流理论计算汽-液界面剪切力，利用数值方法得到凝结理论数据，综合实验与理论结果表明，蒸汽凝结率随系统压力增加而增加，换热系数随系统压力增加而减小。Y．Liao[11]等人研究了蒸汽和不凝性气体在垂直管内与层流液膜反向流动时的凝结现象，利用扩散边界层的理论考虑不凝性气体对凝结的影响。
2.1.2国内研究现状
国内多所高校和科研院所的学者也从多个角度进行了相关的研究。
张俊霞等人[12]对界面剪切力对蒸汽垂直下流膜状凝结传热的影响进行了分析。得出界面剪切力对小径管中的蒸汽垂直下流凝结传热有重要影响，并采用VOF模型数值模拟了蒸汽垂直下流凝结传热，分析了界面剪切力对局部凝结传热系数的影响。模拟中冷凝管壁面温度采用耦合计算冷却水的对流抉热获得。计算得到了速度、界面剪切力和局部凝结传热系数的分布。界面剪切力沿蒸汽流动方向逐渐减小，它对局部凝结传热系数的强化作用集中在垂直管前段，而在垂直管后段液膜重力是影响局部凝结传热系数的重要因素。上海交通大学黄兴华等人[13]建立了冷凝器壳侧气液两相流动和传热的两流体数值模拟以及气、液两相的质量、动量守恒方程及不凝性气体组分方程，用体积多孔度考虑管束所造成的流道缩小效应，用分布阻力模拟管束对气、液两相流动的阻碍作用，用分布质量模拟蒸汽的凝结效应。
西安交通大学唐桂华等人[14]研究了不凝性气体存在时水平单管外的膜状凝结换热。为了查明不凝性气体对水平单管外膜状凝结换热特性的影响规律，建立了水平单管的气、液双边界层模型，并考虑了气、液膜之间的质量连续及能量连续特征。其研究结果表明从主流蒸汽到气液界面，不凝气体含量和气膜速度逐渐增加而气膜温度降低。清华大学李晓伟等人[15]亦进行了含不凝性气体冷凝对流传热传质过程的数值模拟工作，其结果表明纯对流换热约占总换热量的15％，冷凝换热约占总换热的85％。大连理工大学周兴东等人[16]研究了含不凝性气体的蒸汽滴状冷凝传热过程，对饱和水蒸气和空气的混合物在垂直表面上滴状凝结传热特性进行了实验研究，并考察了不同压力条件下不凝性气体对冷凝传热的影响。
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