Если при конденсации пара образуется жидкость, она стекает с поверхности теплообмена под действием силы тяжести или увлекается движущимся паром; если же образуется твёрдая фаза (например, лёд), она непрерывно или периодически удаляется скребками или др. устройствами. При использовании в качестве охлаждающей среды воздуха или др. газа поверхность К. с целью интенсификации теплообмена обычно снабжается со стороны этой среды ребрами. В контактных К. образующийся конденсат смешивается с охлаждающей жидкостью и отводится вместе с ней. В зависимости от взаимного направления движения пара и жидкости К. бывают прямоточные, противоточные или с перекрёстным током. Конденсат обычно удаляется из К. насосом, а неконденсирующиеся газы отсасываются вакуум-насосом. Для увеличения поверхности соприкосновения пара с жидкостью последняя разделяется в контактном К. (при помощи переливных устройств, дырчатых тарелок, распыливающих сопл или др. устройств) на струи и капли, на поверхности которых происходит конденсация пара. Иногда пар подаётся в объём жидкости и пронизывает её (барботирует) в виде пузырей, на поверхности которых происходит конденсация. Для обеспечения нормальной работы К. снабжается рядом вспомогательных устройств, вместе с которыми он образует конденсационную установку .
Лит.: Шумский К. П., Вакуумные конденсаторы химического машиностроения, М., 1961; Кирсанов И. Н., Конденсационные установки, М.—Л., 1965; Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 8 изд., М., 1971.
Л. Д. Берман.
Конденсатор электрический
Конденса'тор электри'ческий, система из двух или более электродов (обкладок), разделённых диэлектриком , толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок; такая система электродов обладает взаимной электрической ёмкостью . К. э. в виде готового изделия применяется в электрических цепях там, где необходима сосредоточенная ёмкость. Диэлектриком в К. э. служат газы, жидкости и твёрдые электроизоляционные вещества, а также полупроводники. Обкладками К. э. с газообразным и жидким диэлектриком служит система металлических пластин с постоянным зазором между ними. В К. э. с твёрдым диэлектриком обкладки делают из тонкой металлической фольги или наносят слои металла непосредственно на диэлектрик. Для некоторых типов К. э. на поверхность металлической фольги (1-я обкладка) наносится тонкий слой диэлектрика; 2-й обкладкой является металлическая или полупроводниковая плёнка, нанесённая на слой диэлектрика с другой стороны, или электролит, в который погружается оксидированная фольга. В интегральных схемах применяются два принципиально новых вида К. э.: диффузионные и металл-окисел-полупроводниковые (МОП). В диффузионных К. э. используется ёмкость созданного методом диффузии р —n -перехода, которая зависит от приложенного напряжения. В К. э. типа МОП в качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния, выращенный на поверхности кремниевой пластины. Обкладками служат подложка с малым удельным сопротивлением (кремний) и тонкая плёнка алюминия.
При подключении К. э. к источнику постоянного тока на его обкладках накапливается электрический заряд Q = C × U; выражая Q в кулонах и U (напряжение на обкладках К. э.) в вольтах, получим С — ёмкость К. э. в фарадах. Ёмкость К. э. с обкладками в виде двух параллельных плоских пластин равна:
(пф),где e — диэлектрическая проницаемость вакуума, e = 8,85×10-3пф/мм;e — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (e ³1), S — площадь плоской обкладки в мм2 , b — расстояние между обкладками в мм.
Ёмкость цилиндрического К. э. (два коаксиальных полых цилиндра разделенных диэлектриком) равна:
(пф),где l — длина цилиндра в мм ; D2 — внутренний диаметр внешнего цилиндра в мм; D1 — внешний диаметр внутреннего цилиндра в мм. При этом не учитываются искажения однородности электрического поля у краев обкладок (краевой эффект), и потому эти расчёты дают несколько заниженные значения ёмкости C ; точность расчёта возрастает при уменьшении отношения
(для плоского К. э.) и
(для цилиндрического К. э.).
К. э. часто включаются группами (батареей); для параллельного соединения К. э. общая ёмкость батареи Сб = C1 + C2 +...+ Cn , а для последовательного соединения
Сб = ,
где C1 , C2 ,..., Cn — ёмкости отдельных К. э., составляющих батарею. При включении в цепь переменного тока частотой f гц через К. э. протекает реактивный (ёмкостный) ток
,
где U — напряжение, приложенное к обкладкам К. э., xc — реактивное сопротивление К. э.
(ом)при условии, что f в гц, а С — в ф.
Зависимость реактивного сопротивления К. э. от частоты используется в электрических фильтрах . Вектор тока, протекающего через К. э., опережает вектор напряжения, приложенного к его обкладкам, на угол j » 90°, это позволяет применить К. э. для повышения мощности коэффициента промышленных установок с индуктивной нагрузкой, для продольной компенсации в линиях электропередачи , в конденсаторных асинхронных двигателях и т. п. Реактивная мощность К. э. Pp =2pfU2 C (вар), где U — в в, f — в гц, С — в ф. К основным параметрам К. э. (см. табл. ) относятся: номинальная ёмкость — Сн ; допуск по номинальной ёмкости
,
где Си — измеренное значение ёмкости К. э.; рабочее (номинальное) напряжение Uн , при котором К. э. надёжно работает длительный промежуток времени (обычно более 1000 ч ); испытательное напряжение Uис , которое К. э. должен выдерживать в течение определенного промежутка времени (2—5 сек, иногда до 1 мин ) без пробоя диэлектрика; пробивное напряжение Uпр (постоянный ток), вызывающее пробой диэлектрика за промежуток времени в несколько сек ; угол потерь d — чем d больше, тем большая часть энергии выделяется на нагрев К. э.; потери активной мощности Ра = 2pfU2 ×Сн ×tg d(вт), где d — угол потерь, U — в в , Сн — в ф, f — в гц; температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ), характеризующий зависимость изменения ёмкости К. э. от температуры; сопротивление изоляции Rиз между выводами К. э. при подаче на них постоянного напряжения.
К. э. обладают индуктивностью L, вследствие чего полное сопротивление К. э. часто не является преимущественно емкостным в любом диапазоне частот; применять К. э. целесообразно только при частотах f<f (f — собственная резонансная частота К. э.), т. к. при f >f сопротивление имеет преимущественно индуктивный характер. Надёжность К. э. определяется вероятностью его безотказной работы в течение гарантированного срока службы; иногда надёжность выражают в виде интенсивности отказов К. э. Для сравнительной оценки качества К. э. применяются удельная ёмкость
