Şekil 1’de su buharı çan eğrisi görülmektedir. Çan eğrisinin sol kısmı sıkıştırılmış sıvı , Çan eğrisinin iç kısmı Sıvı + Buhar , Çan Eğrisinin sağ kısmı ise Kızgın buhar bölgelerini temsil etmektedir. Çanın noktalı çizilmiş sağı doymuş buharı , solu ise doymuş sıvıyı gösterir. BCD kırık çizgisi ise isobar , yani sabit basınç kırık çizgisidir. Kızgın buhar bölgesinden başlanarak  BCD hattı boyunca hareket edilir ise , C noktasında yoğuşma başlar. Yani buhar fazından sıvı fazına geçme süreci başlar.  CD üzerinde D noktasına doğru ilerlenir iken sistemdeki buhar kütlesi azalır ve sistemdeki sıvı kütlesi artar. Son olarak D noktasına gelindiğinde , sistemdeki  buharın tamamı yoğuşur. Sistemde sadece sıvı kalır. Yoğuşmanın ilk başladığı C noktası çiğ noktası (Dew Point) adını alır. Sonuç olarak su buharı C noktasının sıcaklığından daha düşük sıcaklıktaki bir yüzey ile karşılaşır ise , söz konusu yüzey üzerinde yoğuşma işlemi gerçekleşir Buharın doyma sıcaklığı , buhar sıcaklığı ile kaynak buhar sıcaklığı arasında olacaktır. 

			Doymuş Sıvı

                                                                                                  V

                        Şekil 1 Su Buharı  çan eğrisi , BCD sabit basınç kırık çizgisi

Düşey duvar üzerinde meydana gelen yoğuşmalarda , duvar üzerinde bir sıvı tabakası oluşur. Bu sıvı tabakası yerçekimi sebebi ile aşağı doğru akmaya başlar. Buharın hızı çok fazla olmadıkça veya duvar üzerinde oluşan sıvı tabakası çok kalın değil ise duvar üzerindeki akış laminer olacaktır. Ayrıca Buhar-sıvı ara tabakasından , duvara olan ısı geçişi ise sadece iletim ile gerçekleşecektir. Isı geçiş miktarı yoğuşan film kalınlığına kalınlık ise yoğuşma miktarına bağlıdır. Şekil 2’de görüldüğü gibi film kalınlığı , yukarıdan aşağı inildikçe artacaktır. Saf buharların düşey yüzeyler üzerinde yoğuşması sırasında , duvar ile akışkan arasındaki ısı geçiş katsayıları ilk kez 1916 yılında Nusselt tarafından hesaplanmıştır.   

TD : Sabit Duvar Sıcaklığı (ºC)

TBD : Yoğuşmakta olan buharın sıcaklığı

    : Yoğuşan sıvı tabakasının kalınlığı (m)

ks     : Yoğuşan sıvının ısı iletim katsayısı

ps     : Sıvının Yoğunluğu (kg/m³)  

p_B     : Buharın Yoğunluğu (kg/m³)  

g     :Yerçekimi  ivmesi  (m/sn²)

v     : y yönündeki hız (m/sn)

s : Sıvının dinamik viskozitesi (kg / m.sn)

·        Akışın laminer olduğu ve sadece yerçekimi sebebi ile gerçekleştiği kabulleri ile sıvının hızını tahmin edebiliriz. Bu amaçla (dx. .I) elemanı için kuvvet dengesini yazalım . akışına aşağı doğru etkiyen kuvvet , duvardan y kadar uzaklıktaki akışkan elemanı için

                                                                                                               (1)

                                       ( - y) (dx) (p_s) g

şeklinde yazılabilir. Yoğuşan tabakanın dışındaki buharın hidrostatik  dengede olduğu kabul edilerek

x = 0

                                                        l

 x 

                              dx

                                         y

Şekil 2  Düşey bir duvar üzerinde yoğuşma sonucu olan sıvı filmi

(2)

                                                                                                                          (3)

                                                 (-y) (dx) (p_B)g                                                                         

buharın oluşturduğu kaldırma kuvveti ise alt ve üst tabakalar arasındaki basınç farkından meydana gelir. Elemana etkiyen diğer bir kuvvette viskoz kesme kuvvetidir. Kuvvet dengesi yazılarak

                                                                                                                          (4)

                                     (-y) (dx)(p_s - p_B)g =

elde edilir. Gerekli  düzenlemeler ve integrasyon yapılarak hızın y yönündeki değişimi elde edilir.

                                                                                                                                 (5)

·        Aynı hız dağılımını farklı bir yoldan hesaplayalım. Sınır tabaka içinde momentum denklemini yazalım.

veya 

 yazılarak

                                                                                  (6)

halini alır. Bu ifade sol taraf atalet (inertia) kuvvetlerini , sağ taraftaki ilk terim sürtünmeyi , ikinci terim ise batma etkisini göstermektedir.

Atalet etkisi ihmal edilerek , 6 denklemi aşağıdaki hali alır.

                                                                                                                      (7)

y = 0 iken v = 0 ve sıvı buhar ara yüzeyinde , y  =  iken ,

sınır şartları kullanılarak 5 ifadesi yine elde edilir.

kütlesel debi  y = 0    y =   aralığında , p_su(y) ifadesinin  integre edilmesi ile elde edilir.

                                                                                                                      (8)

yoğuşan  akışkan kütlesel debisinin ,[kg/m.sn] yoğuşan akışkan tabakası kalınlığı , ile değişimi ise

                                                                                                                      (9)

olarak elde edilir.  film kalınlığı elde edebilmek için şekil  2’de görülen  x dx ebatındaki kontrol hacmine Termodinamiğin 1. kanunu uygulayalım. Kontrol  hacminin sağ tarafından , kontrol hacmine giren enthalpi akışı h_b d dir. Düşey yöndeki enthalpi akışı

ise                                                                                                                 (10)

H(W/m) ifadesi içinde kutulu parantez içindeki

terimi lokal enthalpi değeridir. Sıvı aşırı soğutulduğu için sıvının T sıcaklığı , T < T_doy  doyma sıcaklığından düşük olduğundan akışkanın enthalpisi h_lokal, doymuş sıvının h_s  enthalpisindn küçüktür. Film içindeki akışkanın sıcaklık değişimi Nusselt tarafından bulunmuştur.

                                                                                                                      (11)

Bu ifadede

T     : Duvar üzerinden akan yoğuşmuş sıvının sıcaklığı (ºC)

T_doy : Akışkan sınırının dışındaki doymuş buharın sıcaklığı (ºC)

T_D   :  Duvar Sıcaklığı (ºC)  

5 ve 11 denklemleri 10 numaralı integralde yerleştirilerek

                                                                                                                      (12)

elde edilir. Son olarak düşey duvar tarafından iletim ile kazanılan ısı enerjisi ise

                                                                                                                      (13)

şeklinde ifade edilebilir. Söz konusu  x  dx  boyutlarında kontrol hacmine Termodinamiğin birinci kanunu uygularsak

Bu ifade ile görülen

h_sb terimi yoğuşma gizli ısısı olarak adlandırılır.

veya

                                                                                                                      (14)

ısı transfer katsayısı h(x) ise

h yoğuşma ile ısı geçiş katsayısının en üst noktadan , aşağıya doğru ilerlenir iken yani x değerinin artması ile azalmaktadır. X değerinin artması ile yoğuşan akışkan kalınlığında artmaktadır. Bu ise levha üzerindeki taşınım probleminde sınır tabakanın kalınlaşmasına benzemektedir. Diğer entresan bir nokta ise (T_doy -T_D) , doymuş buharın sıcaklığı ile duvar sıcaklığı arasındaki fark büyüdükçe ısı geçiş katsayısı azalmaktadır. Bu fark arttıkça daha fazla yoğuşma olmakta ve toğuşan film kalınlığı artmaktadır.

Nusselt sayısı

                                                                                                                      (16)    

·        L yüksekliğindeki bir levha üzerinde buharın yoğuşması halinde h ısı geçiş katsayısı

(17)

                                                                                                                      (18)

Düşey levhalar üzerinde yoğuşan buhar enthalpisi için diğer bir ifadede Rohsenow [21] tarafından verilmiştir. Nusselt tarafından verilen ifade gibi sıcaklığın lineer değiştiği varsayımına dayanmayan  bu ifade 18 denklemi ile verilmiştir.

18 denklemindeki Ja , Jakob sayısıdır.

                                                                                                                                 (20)

Sonuç olarak duvar tarafından yutulan toplam ısı miktarı

                                                                                                                                 (21)

21 bağıntısı ile hesaplanır. Duvar dibinde yoğuşan toplam su miktarı ise 22 bağıntısı ile hesaplanır.

                                                                                                                                 (22)

·        Yatay ile açısı yapan L yüksekliği bir levha üzerinde yoğuşma olması halinde ısı geçiş katsayısı