ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоотдача при кипении жидкости и конденсации пара из "Основы теории паросиловых установок " Пример 67. Дымовые газы омывают поперечно расположенный пучок кипятильных труб с диаметром 83 мм парового котла со скоростью 10 м/сек, имея среднюю температуру 600° С. Расположение труб коридорное, с расстоянием между осями (см. рис. 74) Si = 140 мм и 5г = 200 им. Число рядов труб по глубине пучка равно 5. [c.233] Рассмотрим два характерных случая теплообмена, принципиальной особенностью которых является то, что в процессе передачи тепла происходит изменение агрегатного состояния рабочего тела. В одном случае вода из жидкого состояния переходит в парообразное, в другом случае пар переходит в жидкость. [c.233] Теплоотдача при кипении жидкости. Процесс передачи тепла от стенки к кипящей жидкости заключается 8 том, ЧТО тепло сначала передается омывающей стенку жидкости, а затем ею отдается образующимся пузырькам пара. Естественно, что температура жидкости в этом случае должна быть 1есколько выше температуры кипения. В обычных условиях эта разность температуры невелика, в среднем по всему объему жидкости она составляет 0,3—0,5°С (при гладкой поверхности стенки она больше, при шероховатой меньше). В прилегающем к стенке пограничном слое температура жидкости заметно выше температуры пара, а у стенки достигает температуры последней. [c.234] В работе паросиловых установок основным случаем теплоотдачи при кипении является парообразование в кипятильных трубах паровых котлов. Однако в этом случае величина коэфициента теплоотдачи от стенок котла к кипящей воде имеет значение лишь постольку, поскольку от нее зависит температура металла стенки. В общем процессе теплопередачи от газов к воде через котельную стенку этот этап теплоотдачи совсем не является определяющим, так как вследствие большого термического оопроти В-ления переходу тепла от газов к стенке коэфициент теплопередачи k зависит почти исключительно от коэфициента теплоотдачи газов iK котельной стенке. [c.235] Иначе обстоит дело в тех теплообменных аппаратах, где термические сопротивления по обе йторолы поверхности нагрева являются соизмеримыми, -например, в испарителях. В таких случаях эффект теплопередачи в целом зависит главным образом от характера процесса теплоотдачи между жидкостью и стенкой. [c.235] Теплоотдача при конденсации пара. Этот случай теплообмена имеет большое значение в работе паросиловых установок. Он имеет место в поверхностных конденсаторах паровых турбин (машин), в подогревателях, применяемых для регенеративного подогрева питательной воды и т. д. [c.235] В начальный момент конденсации, пар соприкасается с охлаждающей стенкой, температура которой ниже температуры пара. Отдавая стенке свою теплоту парообраеования, пар конденсируется, и на стенке появляется пленка конденсата. В дальнейшем пар соприкасается уже не со стенкой, а с этой пленкой конденсата. Чем толще будет пленка конденсата, тем большее сопротивление она будет представлять переходу тепла от пара к стенке. [c.235] Температуру пара будем считать постоянной, соответствующей его давлению. Температура наружной поверхности пленки практически равна температуре конденсата так как тепловое сопротивление переходу тепла от пара к конденсату ничтожно мало. Противоположная поверхность конденсата, находящаяся в контакте со стенкой, будет иметь температуру этой стенки t . Таким образом, вся разность температур (температурный напор) приходится на пленку конденсата. [c.235] Так как для трубы размер h всегда больше d, то в равных условиях коэфициент теплоотдачи для вертикальной трубы получается меньшим, чем для горизонтальной трубы. Объяснить это следует тем, что стекающая по вертикальной трубе пленка конденсата имеет в среднем большую толш,ину, чем пленка на горизонтальной трубе. При большой высоте трубы из-за увеличения скорости стекания движение конденсата в нижней части ее становится турбулентным и в связи с этим коэфициент а перестает уменьшаться, а далее даже несколько возрастает. [c.237] При горизонтальном пучке труб для учета влияния стекания конденсата с верхних труб на нил ние в формулу (249) вместо d следует подставить nd, где п — число горизонтальных рядов в пучке (для 16). [c.237] Обычно значения коэфициента теплоотдачи при конденсации пара для подогревателей и конденсаторов лежат в пределах 3 000—15 000 ккал/м час град и выше. [c.237] Резкое возрастание коэфициента теплоотдачи — до 50 ООО— 100 000 ккал/м -час-град — происходит при так называемой капельной конденсации. В этом случае на поверхности труб не происходит образования сплошной пленки конденсата, а труба покрывается отдельными каплями, которые с увеличением их размера отрываются от стенки и последняя, обнажаясь, приходит в непосредственное соприкосновение с новыми порциями пара. [c.237] Капельная конденсация возможна в том случае, если в паре содержатся примеси маслянистых веществ или сама поверхность теплообмена замаслена. Это имеет место, например, в цилиндре паровой машины, в котором благодаря высокому значению коэфициента теплоотдачи больших значений достигает потеря тепла от начальной конденсации, сильно снижающая экономичность паровой машины. При чистом паре и чистой или шероховатой поверхности теплообмена всегда имеет место пленочная конденсация. [c.237] При давлении 1,5 ата, температура насыщенного пара составляет /н = 110,8°С, теплота парообразования г = 532,1 ккал/кг, а удельный вес конденсата при этой температуре у = 950 кг/м . [c.238] Вернуться к основной статье