Кипение конвективное

На рис. 13-3 показано качественное влияние температурного напора на коэффициент теплоотдачи и тепловой поток для воды при давлении - 1 бар. При увеличении температурного напора М=Тс—Тп коэффициент теплоотдачи проходит через максимум. Максимуму теплоотдачи предшествует область слабого кипения. (конвективный теплообмен однофазной жидкости) и область с развитым пузырьковым кипением. При конвекции однофазной жидкости [c.294]

Первый этап относительно медленного охлаждения называется стадией пленочного кипения, второй этап быстрого охлаждения — стадией пузырчатого кипения. Когда температура поверхности металла ниже температуры кипения жидкости (при охлаждении в воде — ниже 100°С), жидкость кипеть уже не будет, и охлаждение замедлится. Этот третий этап охлаждения носит название стадии конвективного теплообмена. [c.291]

Масло, благодаря более высокой температуре кипения, имеет и более высокую температуру перехода от пузырчатого кипения к конвективному теплообмену, поэтому при охлаждении в масле опасность образования трещин резко уменьшается. Однако масло, будучи более вязким и имея более низкое значение скрытой теплоты парообразования, охлаждает медленнее, чем вода. [c.292]

Замедленное охлаждение называют стадией пленочного кипения-, ускоренное охлаждение — стадией пузырчатого кипения. Однако когда температура поверхности металла достигает точки ниже температуры кипения жидкости, охлаждение замедляется. Это — стадия конвективного теплообмена. [c.125]

Непрерывное парообразование на поверхности теплообмена сопровождается поступлением жидкости к этой поверхности. Всплывающие пузырьки пара затрудняют подход жидкости к центрам парообразования. При некоторой величине тепловой нагрузки благодаря большому числу действующих центров парообразования и оттесняющему воздействию пузырьков на жидкость паровые пузырьки объединяются в пленку, которая покрывает сначала отдельные участки поверхности, а затем полностью отделяет жидкость от поверхности нагрева. Пленка непрерывно разрушается и уходит от поверхности нагрева в виде больших пузырей. Вместо разрушившейся паровой пленки возникает новая. Такое кипение называется пленочным. В этих условиях теплота передается от поверхности нагрева к жидкости путем теплопроводности, конвективного переноса и излучения, а испарение происходит о поверхности пленки. Так как теплопроводность пара значительно меньше теплопроводности жидкости, то появление паровой пленки приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи. Тепловая нагрузка при этом также уменьшается (зона С). Когда пленка покрывает всю поверхность нагрева, условия теплообмена стабилизируются и при даль- [c.407]

Кипение в потоке жидкости. Предположим для определенности, что жидкость течет по трубе, температура стенок которой постоянна. Характер теплообмена между жидкостью и стенками трубы показан на рис. 12.7. Пока температура стенок трубы ниже температуры кипения жидкости в данном сечении, теплообмен происходит по законам конвективной теплоотдачи. [c.478]

В случаях, когда в эксперименте управляют температурой стенки (обогрев циркулирующей жидкостью через стенку трубы или конденсирующимся паром, а также электрообогрев в сочетании с конвективным охлаждением при использовании достаточно сложной системы автоматического регулирования), удается в стационарном режиме исследовать процесс переходного кипения. Этому процессу отвечает неестественная отрицательная зависимость q(AT), когда с ростом перегрева стенки тепловой поток снижается (участок СЕ на рис. 8.3). В переходном кипении температура стенки не превышает температуру спинодали, так что термодинамически контакт жидкости со стенкой возможен. Но из-за чрезвычайно высокого перегрева жидкость при таких контактах мгновенно вскипает, и образующийся пар снова отталкивает ее от стенки. Схема на рис. 8.3, г отражает наличие точек контакта жидкости с горячей твердой по- [c.346]

Следовательно, можно с уверенностью утверждать, что на преобладающей части площади обогреваемой поверхности (между центрами парообразования) тепло к жидкости передается путем конвекции, обусловленной, очевидно, образованием и ростом паровых пузырьков на стенке. С другой стороны, как обсуждалось в 6.4, в зоне контакта трех фаз по периферии сухого пятна существуют мощные стоки тепла. Несмотря на малую площадь сухих пятен, их роль в общем тепловом балансе стенки может быть очень значительной. Обозначая конвективную часть потока тепла через а тепловой поток за счет испарения по границе сухих пятен через можно записать для полного теплового потока при кипении [c.349]

ПУЗЫРЬКОВОЕ КИПЕНИЕ В КОНВЕКТИВНОМ ПОТОКЕ [c.355]

Во второй части приведены основные способы переноса теплоты теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Теплопроводность стационарная и нестационарная исследованы аналитически, методом аналогий и численно на ЭВМ. Конвективный теплообмен стационарный исследован методом теории пограничного слоя и экспериментально, а нестационарный — путем решения сопряженной задачи на ЭВМ. Рассмотрены различные методы расчета процессов аналитический, полуэмпирический, эмпирический и численный на ЭВМ. Описан теплообмен при кипении и конденсации. Рассмотрены примеры расчета теплообменных аппаратов. [c.4]

На рис. 6.2 представлена зависимость коэффициента теплоотдачи а от плотности теплового потока q при кипении воды в большом объеме под атмосферным давлением. Участок АВ этой кривой соответствует конвективному теплообмену в однофазной среде в условиях естественной конвекции. Участок D характеризует область развитого пузырькового кипения, при котором на теплоотдающей поверхности наблюдается уже весьма большое число действующих центров парообразования. Между областями естественной конвекции в однофазной среде и развитого пузырькового кипения имеется переходная зона, в которой паровую фазу генерируют отдельные центры. С увеличением плотности теплового потока число действующих центров парообразования быстро растет и это способствует интенсификации процесса теплообмена. Многочисленные опытные данные показывают, что в области развитого пузырькового кипения коэффициент теплоотдачи а пропорционален плотности теплового потока, q в степени, примерно равной 0,7 , т. е. [c.164]

В работах [156, 157] кипящая жидкость рассматривается в виде системы с внутренними источниками теплоты, роль которых (в данном случае стоков теплоты) играют паровые пузыри. При этом принимается, что все процессы обмена, определяющие интенсивность теплоотдачи при кипении, протекают в жидкой фазе. Процесс теплообмена описывается уравнениями движения и сплошности j[ M. уравнения (1.14) — (1.18)], уравнением распространения теплоты в потоке жидкости и уравнением конвективного переноса теплоты из пристенного слоя в основное ядро потока. Граничное условие в данной системе уравнений записывается как условие теплообмена на границе греющая поверхность — жидкость [c.184]

При рассмотрении стационарного процесса теплообмена при кипении в трубах такие параметры, как приведенные скорости обеих фаз Wq и Wq", истинное объемное паросодержание потока ф, температура насыщения и давление, меняются только вдоль оси трубы, поэтому в этом случае допустимо рассматривать задачу как одномерную. Тогда уравнение конвективного переноса теплоты для стационарного потока может быть записано в виде i[157] [c.185]

Значение коэффициента теплоотдачи в условиях направленного движения жидкости, так же как п при кипении в большом объеме, определяется соотношением между интенсивностью механизма переноса теплоты, обусловленного процессом парообразования, и интенсивностью механизма конвективного теплообмена в однофазной среде. [c.225]

В действительности между горизонтальной и наклонной прямыми имеется, переходная область (см. рис. 8.1). В данном случае рассматривается предельная схема перехода от конвективного теплообмена в однофазной среде к развитому кипению, предложенная в работе [86]. [c.248]

Предположим, что для жидкости с заданными физическими свойствами при ее движении со скоростью w в трубе диаметром d переход от конвективного теплообмена в однофазной среде к развитому пузырьковому кипению происходит при значении плотности [c.249]

Если вся масса жидкости, поступающей в трубу парогенератора, прогревается до температуры насыщения, то по ходу потока значение коэффициента теплоотдачи (как и при кипении в большом объеме) меняется от значения, устанавливающегося при заданной скорости в однофазной среде, до значения при развитом пузырьковом, кипении насыщенной жидкости. Закономерность изменения коэффициента теплоотдачи ino длине парогенератора а=[ х) для данной жидкости при фиксированном давлении зависит от соотношения между скоростью. парообразования /(гр"), скоростью циркуляции Wo и недогревом жидкости на входе в трубу. А ед. Наиболее простой вид функции а от х наблюдается при высоких давлениях, когда изменение температуры насыщения по ходу потока пренебрежимо мало. При низких давлениях суммар ное сопротивление, обусловленное трением и ускорением смеси, при определенных соотношениях режимных параметров оказывается соизмеримым с абсолютным давлением в системе. При этом температура насыщения по ходу потока заметно. понижается, в связи с чем закон изменения t T, а следовательно, и коэффициента теплоотдачи а по длине трубы может существенно отличаться от зависимостей t T=f(x) и a=f x), устанавливающихся, при высоких давлениях. Обеднение теплоотдающей поверхности активными зародышами паровой фазы при понижении давления также влияет на вид функции ter от х. В этих условиях влияние скорости оказывается более значительным и переход от области конвективного теплообмена в однофазном потоке к области развитого поверхностного кипения происходит на участке трубы большей длины. [c.261]

Отмеченные особенности в характере распределения t j и а по длине трубы парогенератора отражают всю сложность взаимного влияния отдельных факторов на процесс теплообмена при поверхностном кипении. Действительно, при понижении давления усиливается относительное влияние конвекции в однофазной среде и ослабляется влияние механизма переноса теплоты непосредственно В форме теплоты испарения. Поэтому при низких давлениях влияние скорости на интенсивность теплообмена оказывается более значительным. В этих условиях вследствие роста истинной скорости жидкой фазы, обусловленного повышением паросодержания потока, интенсивность теплоотдачи по длине трубы возрастает, что сопровождается понижением температуры стенки. При понижении температуры стенки уменьшается число активных зародышей паровой фазы и это приводит к ослаблению влияния механизма переноса, обусловленного про цессом парообразования. В то же время вследствие прогрева основной массы жидкости по ходу потока увеличивается толщина пристенного двухфазного слоя и, следовательно, улучшаются условия для роста паровых пузырей. По-видимому, при переходе от области конвективного теплообмена в [c.264]

Методика теплового расчета испарителя с вынесенной зоной кипения и естественной циркуляцией и расчет теплопередачи немногим отличаются от рассмотренных выше, в предыдущем примере. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара ai определяется по тем же зависимостям, а коэффициент теплоотдачи аз рассчитывается по обычной зависимости для конвективного теплообмена. Однако и здесь для определения коэффициента а2 необходимо знать скорость циркуляции Wq. Расчет по определению Wq в испарителях рассматриваемого типа имеет некоторые особенности. [c.389]

При увеличении температурного напора тепловой поток проходит через максимум (рис. 13-4). Максимуму теплообмена предшествует конвективная область 1, соответствующая малым перегревам жидкости,, и область развитого кипения 3. Между ними находится область неустойчивого кипения 2. Она характеризуется малой плотностью центров парообразования. [c.301]

Наконец, при некотором температурном напоре вся поверхность нагрева обволакивается сплошной пленкой пара, оттесняющей жидкость от поверхности Так наступает третий, пленочный режим кипения (рис. 4-2,в). Перенос тепла в режиме пленочного кипения от поверхности нагрева к жидкости осуществляется путем конвективного теплообмена и излучения через паровую пленку. По мере, увеличения температурного напора все большая часть тепла передается за счет излучения. Интенсивность теплообмена в режиме пленочного кипения достаточно низкая. Паровая пленка испытывает пульсации пар, периодически накапливающийся в ней, отрывается в виде больших пузырей. В момент наступления пле- ночного кипения тепловой поток, отводимый от поверхности, и соответственно количество образующегося пара имеют минимальные значения. Минимальное значение теплового потока называется вторым критическим — кра- При атмосферном давлении для воды, кипящей на технических металлических поверхностях, момент начала пленочного кипения характеризуется температурным напором 150 С, т.е. температура поверхности t составляет примерно 250° С. [c.105]

Изучение лучистого переноса в псевдоожиженном слое различными методами дало возможность установить связь радиационного обмена с рядом параметров системы. Так, оказалось, что лучистый поток не зависит от размеров частиц [139, 140, 144, 145, 148—150]. Поскольку кондуктивно-конвективный поток уменьшается с ростом d, увеличивается роль лучистого теплообмена в системе крупных зерен. Радиационный поток при развитом кипений не зависит от скорости ожижающего газа [140, 144, 145, 148—150] и расположения теплообменной поверхности в слое [147]. Это свидетельствует [c.138]

При возрастании плотности теплового потока или дальнейшем увеличении температурного напора (0 > 0, р) число центров парообразования увеличивается настолько, что наступает момент, когда пузырьки сливаются, образуя у поверхности нагрева сплошной паровой слой, от которого периодически отрываются и всплывают крупные пузыри. Такой режим кнпепия жидкости называется пленочным (область ПЛ). Отвод теплоты от стенки к жидкости в этом режиме кипения осуществляется путем конвективного теплообмена и излучения через паровую пленку. Пленочный режим подразделяется па переходный (ПР), устойчивый пленочный (УПЛ) и теплообмен излучением ТИ). Паровая пленка представляет собой большое термическое сопротивление ввиду своей малой теплопроводности (в 20—40 раз меньше, чем у жидкости), в силу чего теплоотдача от греющей поверхности к жидкости резко ухудш ается, уменьшаясь в десятки раз по сравнению с пузырьковым кипением, а температура стенки при этом значительно возрастает. [c.2]

Теплоотдача при кипении одиокомпонентных жидкостей. В химической промышленности многие технологические процессы связаны с испарением жидкости дистилляция, ректификация, выпарка и др. Теплообмен при кипении используется не только в аппаратах, предназначенных для испарения жидкости, но также как интенсивный способ охлаждения поверхности. Коэффициент теплоотдачи при кипении на несколько порядков превышает коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене с однофазной жидкостью. [c.194]

На рис. 2.18 зависимость плотности q теплового потока от температурного напора АТ представлена в логарифмической системе координат. Область 1 на этом графике соответствует конвективному теплообмену. В области 2, благодаря малой плотности центров парообразования, процесс кипения неустойчив. Область 3 соответствует развитому пузырьковому режиму кипения. В этой области плотность q теплового потока достигает максимума. Дальнейщее повышение перегрева жидкости приводит к появлению переходной области 4, а затем [c.122]

При низких давлениях и тщательной дегазации жидкости область 1 конвективного теплообмена может быть рас-щирена, и зависимость /(ДТ) будет соответствовать линии АБ (рис. 2.18). В случае несмачивающих жидкостей пленочный режим кипения может появиться при небольщих АТ (линия ВТ). [c.123]

Влияние теплофизических свойств и размеров теплоотдающей поверхности связывают с пульсациями ее температуры в процессе кипения. В период роста пузыря температура элемента поверхности, находящегося под пузырем, понижается вследствие интенсивного отвода теплоты испаряющейся жидкой пленкой. Под действпем разности термических потенциалов к центру парообразования ат прилегающей к нему массы материала подводится теплопроводностью дополнтс-тельпый тепловой поток, который препятствует понижению температуры стенки под растущим пузырем и тем самым способствует поддержанию условий, необходимых для интенсивного испарения микропленки. Плотность локального теплового потока, отводимого пленкой в форме теплоты испарения, значительно превышает среднюю по поверхности плотность теплового потока, и тем более она выше плотности теплового потока, отводимого конвекцией от части поверхности, не занятой паровыми пузырями. Назовем эту часть поверхности конвективной. Вследствие оттока теплоты к центрам парообразования температура конвективной части поверхности также понижается, и если бы от последней тепловой поток передавался жидкости в условиях естественной конвекции, то с понижением температуры стенки коэффициент теплоотдачи здесь уменьшался бы. В условиях сильной турбулизации пристенной области паровыми пузырями понижение температуры конвективной части поверхности приводит лишь к уменьшению передаваемого от нее жидкости теплового потока. Если материал теплоотдающей поверхности обладает высокой теплопроводностью, то это облегчает приток теплоты к центрам парообразования, в результате чего поддерживается высокая интенсивность теплообмена. В противном случае при прочих равных условиях коэффициент теплоотдачи меньше. Основываясь на теории нестационарной теплопроводности, Якоб [224] пришел к выводу, что интенсивность теплообмена при кипении пропорциональна величине для теплоот дающей поверхности, [c.201]

В формулу (8,10) не входят диаметр трубы и вязкость жидкости, но она правильно отражает влияние этих параметров на процесс перехода от конвективного теплообмена в однофазной среде к развитому пузырьковому кипению. Граница между указанными областями режимов теплообмена определяется точкой пересечения горизонтальной и наклонной прямых на рис. 8.18. В этой точке St6.K = StKim. Приравнивая формулы (8.10) и (8.14), получим условие перехода к области развитого кипения [c.249]

Х0,125 мм, нержавеющая сталь), а на рис. 9.5, б — зависимость коэффициента теплоотдачи а от А нед при поверхностном кипении дифенила в условиях естественной конвекции (р—1,01 10 Па). Здесь коэффициент теплоотдачи определен как отношение плотности теплового потока к разности температур стенки и основной массы жидкости. Для 118,5 кВт/м зависимости ст = = /(Д нед) и а = /(Л нед) экстраполированы в область больших недо-гревов. Незалитым кружком отмечено значение а, рассчитанное по формуле конвективного теплообмена в однофазной среде при температуре стенки, равной температуре насыщения. Условием t T = te определяется предельное значение недогрева основной массы жидкости [c.258]

При /ст> н центры ларообразования начинают генерировать паровую фазу и коэффициент теплоотдачи увеличивается от его значения при конвективном теплообмене в однофазной среде до коэффициента теплоотдачи при развитом кипении. Однако когда жидкость сильно переохлаждена, то вследствие неблагоприятных условий для развития процесса парообразования интенсивность теплообмена при уменьшении недогрева повышается крайне медленно. [c.259]

Характер кривой распределения температуры стенки трубы при различных значениях недогрева жидкости на входе Д/нед связан также с процессом формирования профилей скорости и температуры на входном участке трубы, т. е. на участке гпдродпнамиче-ской и тепловой стабилизации лотока. При уменьшении А/нед сечение, в котором устанавливается развитое поверхностное кипение при неизменных значениях q и Шо, оме-щается в направлении входа в трубу. Если при этом развитое поверхностное кипение устанавливается в области стабилизированного течения [величина (//й()н.к больше относительной длины участка стабилизации], то значение н. не зависит от недогрева жидкости, На участке стабилиза-потока развитое поверхностное кипение устанавливается при более высокой (по сравнению со стабилизированным течением) срёднемассовой температуре жидкости. В этом случае чем меньше недогрев на входе в трубу, тем при большей температуре н.к устанавливается развитое поверхностное кипение. Данное явление объясняется тем, что на входном участке трубы локальное значение коэффициента теплоотдачи в однофазном потоке увеличивается по мере приближения к входному сечению. Так как интенсификация конвективного теплообмена в однофазном потоке всегда приводит к снижению относительного влияния механизма переноса теплоты, обусловленного процессом парообразования, то при данных значениях q и Шр влияние последнего механизма переноса проявляется только при более высокой температуре жидкости. В условиях повышенной интенсивности теплообмена в однофазной среде возрастает и длина зоны перехода к развитому поверхностному кипению. [c.265]

Анализ условий подобия [Л. 85] основывается на следующих исходных положениях. Рассматривается однокомпонентная смачивающая жидкость (0<(Я/2) при постоянных физических параметрах в условиях свободного движения. Принимается, что тепловой поток от поверхности нагрева воспринимается жидкой фазой и режим кипения — пузырьковый. Кипение происходит на горизонтальной плоской стенке (рис. 13-10). Размеры поверхности нагрева велики по сравнению с размерами паровых пузырьков. Температурное поле в жидкой фазе определяется системой дифференциальных уравнений конвективного теплообмена. Она включает уравнениезнергии [c.309]

При пленочном кипении недогретой жидкости теплота, которая проходит через паровую пленку с поверхности кипения, частично передается в объем жидкости путем конвекции. Интенсивность конвективного переноса теплоты в объем жидкости зависит от недогрева и скорости циркуляции жидкости. Оба фактора влияют на теплоотдачу благоприятно. [c.319]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...