Trong bình ngưng tua bin việc chuyển hóa pha hơi thành pha lỏng được thực hiện trên bề mặt của các ống đồng bình ngưng.
Người ta phân chia thành 2 dạng ngưng tụ:
- Dạng ngưng màng là một dạng ngưng tụ mà nước được tạo thành một màng liên tục trên bề mặt làm lạnh.
- Dạng ngưng giọt là dạng ngưng tụ mà nước ngưng tạo thành những giọt nước riêng biệt trên bề mặt làm lạnh.
Trong bình ngưng của tuabin hơi có dạng ngưng màng là chủ yếu. Tuy nhiên tùy theo cấu tạo của bình ngưng mà có thể tồn tại 2 dạng ngưng tụ.
Đặc tính ngưng màng hoặc ngưng giọt phụ thuộc vào bề mặt làm lạnh bị ướt hoàn toàn hay ướt từng phần. Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng: Nếu bề mặt kim loại không bị bẩn thì nước sẽ làm ướt toàn bộ bề mặt kim loại của thiết bị trao đổi nhiệt. Nếu có một lượng chất lỏng hữu cơ (ví dụ như dầu bôi trơn) không lớn nào đấy trên bề mặt ống đồng bình ngưng thì sẽ gây nên dạng ngưng giọt.
Trong những điều kiện như trên, ở dạng ngưng giọt thì hệ số tản nhiệt từ hơi đến bề mặt ngưng tụ sẽ cao hơn 1 vài lần khi có dạng ngưng màng. Dạng ngưng giọt thường thấy xẩy ra trong các bình ngưng khi làm việc không ổn định và có tốc độ hơi chuyển động nhỏ hơn 10m/s.
Chính vì thế trong phạm vi nghiên cứu này đã sẽ nghiên cứu dạng ngưng màng trên bề mặt bình ngưng. Nước ngưng bao quanh bề mặt ống ở dạng ngưng màng sẽ tách hỗn hợp không khí xa khỏi bề mặt ống. Bề mặt màng ngưng là bề mặt phân chia pha và tại đó xẩy ra ngưng tụ hơi, nghĩa là có sự hút các phần tử hơi vào bề mặt của màng ngưng. Bề dày của màng ngưng không đồng đều theo vòng tròn cũng như theo chiều dài ống đồng. Khi phụ tải bình ngưng lớn thì nước ngưng sẽ chảy thành những dòng nhỏ riêng biệt. Sự tạo thành và sự phá vỡ những giọt nước xẩy ra không đồng đều. Những giọt nước ngưng rơi trên các ống nằm phía dưới rồi chảy vào khu vực hẹp. Ở vị trí mà giọt nước ngưng rơi xuống thì bề dày màng ngưng phình ra phía dưới ống. Đồng thời với sức căng bề mặt thì lực cân bằng cũng sẽ ảnh hưởng đến bề dày màng ngưng theo vòng tròn của ống.
Lực ma sát xuất hiện giữa màng ngưng và hơi chuyển động sẽ dẫn đến sự phá hủy dòng chảy tầng của màng, gây nên chảy rối cục bộ và có hiện tượng phá hoại màng ngưng. Những chấn động có chu kỳ do những giọt nước ngưng rơi từ trên xuống và tách rời khỏi phần dưới ống cũng gây ra sự phá hoại màng ngưng.
Sự xuất hiện pha lỏng xẩy ra khi có hiệu số nhiệt độ của hơi trong dòng và nhiệt độ trên bề mặt phân chia pha. Như vậy nhiệt độ nước ngưng trên bề mặt ống đồng luôn thấp hơn nhiệt độ của hơi tại tâm dòng hơi. Nhiệt độ của hơi trực tiếp trên bề mặt phân chia pha trong lớp màng mỏng bên ngoài màng ngưng thực tế như nhau và bằng nhiệt độ biến đổi pha. Nhiệt độ bề mặt ngoài ống cần phải thấp hơn nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất hơn trên bề mặt phân chia pha.
Khi hơi ngưng tụ nhiệt ẩn hóa hơi được tách ra. Việc tách nhiệt khỏi bề mặt ngưng tụ là điều kiện cần thiết, nó được thực hiện do trao đổi nhiệt của hơi được ngưng tụ với nước làm lạnh qua bình ngưng và vách ống đồng.