Kondensationströme

Kondensationströme bezeichnen in der Wärme- und Strömungslehre die fließenden Bewegungen von Kondensat, das durch die Phasenänderung von Dampf zu Flüssigkeit an kühlen Oberflächen entsteht. Sie umfassen die Bildung von Filmschichten und Tropfen sowie die daraus resultierenden Strömungen des Kondensats entlang der Oberfläche. Treibkräfte sind Gravitation, Oberflächenspannung und Temperaturgradienten, die die Bewegung der Flüssigkeit beeinflussen.

Die Kondensation kann als Filmkondensation auftreten, bei der eine kontinuierliche Flüssigkeitschicht über die Oberfläche fließt, typischerweise auf senkrechten oder geneigten Flächen; oder als Tropfenkondensation, bei der sich Tropfen bilden, die zu Strömungen in Rivuletten vereinigen und schließlich abfließen. Der Verlauf wird stark von Oberflächenstruktur, Material, Temperaturverlauf und Feuchte beeinflusst.

Der Begriff Kondensationströme wird auch verwendet, um großräumige Strömungen zu beschreiben, die in technischen Systemen durch Kondensation entstehen, etwa in Kondensatoren von Kraftwerken, Klimaanlagen oder Rohrleitungen, in denen abgeführtes Kondensat infolge der Schwerkraft nach unten fließt. Diese Strömungen beeinflussen Wärmeübertragung und Druckverluste in Systemen.

Einfluss auf die Wärmeübertragung: Filmkondensation besitzt oft eine geringere effektive Wärmeübertragungsfähigkeit als Tropfenkondensation, weshalb Oberflächenbehandlungen oder Texturen eingesetzt werden, um Tropfenbildung zu fördern. Modellierung von Kondensationströmen erfordert gekoppeltes Reyhniveau aus Wärmeleitung, Fluiddynamik und Phasenwechsel, häufig mit Navier-Stokes-Gleichungen und Berücksichtigung von Oberflächenspannungseffekten (Marangoni).

Siehe auch: Kondensation, Tropfenkondensation, Filmkondensation, Marangoni-Effekt.