Критический радиус пузыря

Поскольку критический радиус пузыря 7 , очень мал (в типичных [c.249]

Критический радиус пузыря 366 [c.474]

Теоретический анализ показывает, что пузырьки пара образуются в микроскопических углублениях на поверхности нагрева, которая чаш,е всего является металлической. Основными факторами, от которых зависит теплоотдача при кипении, являются критический радиус пузыря и частота отрыва пузырей от поверхности нагрева. Критический радиус Якр определяется условиями термодинамического равновесия фаз, которые представлены, например, выражениями (4.37) — (4.39). В данном случае необходимо учесть кривизну поверхности пузыря и связанное с этим дополнительное давление Ар = 2аЩ, где К—радиус пузыря, а а — поверхностное натяжение. Условие (4.39) поэтому примет вид р"=р +2о// кр, откуда [c.401]

Согласно формуле (10.14) Др растет с уменьшением радиуса пузыря Я, поэтому при любом перегреве жидкости Д ж всегда найдется такой критический радиус пузыря кр, при котором суммарное давление ржЧ-Др будет равно давлению насыщения Рн при температуре ж = [c.100]

Этот минимальный перегрев можно связать с критическим радиусом пузыря посредством уравнения Клапейрона — Клаузиуса, но этот критерий не одинаков для всех центров парообразования, а представляет собой сложную функцию физических свойств жидкости, краевого угла и формы впадины. [c.130]

Приводимый в обсуждаемой статье на фиг. 10 график вполне согласуется с ранее сделанными наблюдениями [8], согласно которым критический радиус пузыря Л для самых неожиданных сочетаний жидкость — поверхность должен быть при развившемся пузырчатом кипении и атмосферном давлении равен приблизительно Однако для всех шлифованных, т. е. технических, поверхностей характерен целый спектр впадин по их величине. Спрашивается, почему же впадины с радиусом 10 3 см неэффективны, а впадины с радиусом около 10" см эффективны Любая законченная теория зародышеобразования при кипении должна ответить на этот вопрос. Одной из причин слабой эффективности больших впадин может служить их плохая способность задерживать (захватывать) пар, ибо жидкость легко проникает в них. Геометрические критерии устойчивости впадин против подобного механического удаления пара приведены в работе [9]. Для тех впадин, которые способны хорошо задерживать пар, соображения, основанные на динамике и теплопередаче, могут быть проверены путем определения того, достигла ли жидкость [c.130]

Обозначим через а коэффициент при 1// в уравнении (5), через р — четвертый член, а через — коэффициент перед интегралом. Тогда критический радиус пузыря До, определяемый как радиус, при котором пузырь находится в неустойчивом равновесии с окружающей средой при перегреве Ат, равен До = а/р. Начальными условиями для интегрирования уравнения (5) являются Д = До и Д = о при = 0. Рационально ввести безразмерную функцию г = Д/До. Разделив уравнение на и введя член 01, получим, что [c.215]

Поскольку макроскопическое поведение пузырей, образующихся в кипящей жидкости, можно полностью уподобить поведению кавитационных пузырей, постольку эксперименты и расчеты, излагаемые в настоящей работе, касаются скорости роста пузырей пара в перегретой воде. В случае жидкостей, доведенных до кипения нагреванием, большой интерес представляет влияние паровой фазы на величину теплопереноса. Экспериментальная часть настоящей работы состоит в анализе высокоскоростных фотографий роста пузырей пара при различных степенях перегрева. Теоретическая часть работы посвящена расчетам динамического равновесия пузырей пара и воздуха с целью определения критического радиуса пузырей. Чтобы подчеркнуть важность влияния охлаждения стенок пузыря на процесс его роста, рассматриваются решения уравнения роста пузыря как с учетом, так и без учета теплопередачи через его стенку. [c.228]

Перегретой называется жидкость, нагретая выше температуры кипения (т. е. температуры, при которой упругость паров жидкости, находящейся под внешним давлением р, делается равной этому внешнему давлению), но не кипящая, т. е. не образующая под поверхностью пузырей пара, а лишь испаряющаяся с поверхности. Давление насыщенных паров над плоской поверхностью такой жидкости р > р. Если при этом в жидкости образуется пузырек, то его критический радиус, очевидно, найдем, положив в формуле (11.16) Р2=Р и pi=p R p = 2al(p -p). [c.232]

Рассмотрим процесс образования пузыря. Пузыри пара зарождаются в центрах парообразования (зародышах). Минимальный радиус зародыша паровой фазы, в который может испаряться жидкость при данном ее перегреве, называется критическим радиусом 7 . [c.334]

В действительности зародышами паровых пузырей являются пузырьки газа. Газ в пузырьках, как упругое тело, только сжимается под действием поверхностного натяжения, не исчезая (он не может конденсироваться), поэтому критического радиуса для газовых пузырьков не существует. Пар из перегретой жидкости образуется на поверхности газовых пузырей, радиус которых больше Rцp. Сильнее всего жидкость перегрета, естественно, около обогреваемой поверхности, поэтому там величина 7 кр минимальна. Пузырьки воздуха, застрявшие в микротрещинах и шероховатостях обогреваемой поверхности, радиус которых превышает Якр, в являются местами зарождения паровых пузырей — так называемыми центрами парообразования. [c.100]

Такой ход кривых а = /(р) можно объяснить с молекулярной точки зрения. Действительно, при увеличении давления вследствие повышения температуры насыщения и удельного объема жидкости возрастает кинетическая энергия молекул и, наоборот, ослабевают силы сцепления между ними, т. е. работа выхода, а следовательно, и энергия поверхностного слоя становится меньше. Подтверждением этому служит отрицательный знак производной da/dT (для подавляющего большинства жидкостей da/d7 <0). Таким образом, с ростом давления облегчаются условия зарождения и роста паровых пузырей уменьшается критический радиус зародышей паровой фазы и соответственно растет число действующих центров парообразования. [c.190]

В реальных условиях (Л/н>0) истинный перегрев жидкости оказывается меньше п, следовательно, критический радиус кривизны зародыша паровой фазы (7 кр)см больше ( кр)о- Очевидно, что отношение ( кр)см/(. кр)о находится в прямой зависимости от отношения разностей температур жидкости у поверхности пузыря и в основном объеме при Л/н>0 и в условиях Д/н=0, т. е. [c.346]

Рис. 5.6. Критический перепад давления как функция эффективного радиуса пузырей

Очевидно, что заданным жидкости внешнему давлению Р и температуре жидкости будет соответствовать только одно значение радиуса пузыря (зародыша), находящегося в метастабильном равновесии с. жидкостью. Однако это равновесие не является устойчивым по отношению к радиусу пузыря при незначительном уменьшении радиуса пузырь исчезнет наоборот, при незначительном же его увеличении начнется прогрессирующий рост пузыря. Это значение радиуса, соответствующее метастабильному состоянию, называется критическим обозначим его через ро. [c.7]

Если теперь в уравнение (3) подставить критический радиус, то разность температур перейдет в критическую разность температур. Это и есть минимальная разность между температурой жидкости и температурой насыщения, которая необходима для начала роста пузыря из впадины с радиусом устья г. [c.104]

Авторы утверждают, что, как уже отмечалось [7, 8], критический радиус парового пузыря (перед самым началом его произвольного роста), образовавшегося на не-смоченной впадине, равен радиусу устья впадины. [c.129]

Для выделения газа, находящегося в растворенном состоянии в жидком металле, в самостоятельную (газовую) фазу необходимы три условия 1) пересыщение жидкого. металла газом 2) наличие центров зарождения газовых пузырьков 3) развитие газовых пузырей до критического размера (критического радиуса), сверх которого они становятся термодина>.и чески устойчивы.ми. С выделением газов при сварке связывают образование пористости — одного из характерных дефектов сварных швов при сварке в защитных газах. Поры образуются в тех случаях, когда, с одной стороны, из-за пересыщения жидкого металла сварочной ванны образуются газовые пузыри критического размера, а с другой — создаются условия, затрудняющие выделение газовых пузырей из жидкого металла. [c.71]

Незначительное изменение температуры вязкого подслоя, где расположены паровые зародыши, приводит к нарушению термодинамического равновесия. Г- сли радиус возникшего на поверхности нагрева парового зародыша больше критического R > >. / min). то незначительное превышение те.мпературы жидкости относительно равновесной приводит к испарению части жидкости в пузырь. Пузырек быстро растет и развивается. Если радиус парового зародыша меньше критического R < то при [c.102]

Для того чтобы паровой пузырь мог развиваться, его первоначальный радиус должен превышать некоторое значение, удовлетворяющее условиям термодинамического равновесия фаз. Такой радиус называется критическим и определяется следующим образом. [c.150]

Вместе с тем необходимо отметить, что на любой технической поверхности, даже если ее можно считать абсолютно гладкой в гидродинамическом отношении, всегда имеется множество центров парообразования с различными радиусами кривизны. Из всего этого множества активными центрами при заданном значении перегрева являются зародыши паровой.фазы, радиус кривизны которых больше минимального радиуса зародыша, который может быть приближенно определен по уравнению (6.8). Очевидно, что условия зарождения, роста и отрыва паровых пузырей, образующихся около центров с различным радиусом кривизны, не одинаковы, а состояние жидкости у поверхности пузыря и пара в пузыре у каждого центра непрерывно меняется во времени. Следовательно, кипение жидкости по своей физической природе является нестационарным процессом. Однако при выводе соотношений для какой-либо интегральной характеристики, например для коэффициента теплоотдачи или первой критической плотности теплового потока, процесс кипения обычно рассматривается как стационарный с учетом цикличности работы каждого центра парообразования. Разумеется, при этом пользуются среднестатистическими значениями всех его внутренних характеристик. [c.172]

В критериальной зависимости Л. 4] практически также учитываются основные факторы, влияющие на интенсивность теплоотдачи. Однако в качестве определяющего размера вместо минимального радиуса принимается критический диаметр капли, который определяется зависимостью, аналогичной для отрывного диаметра парового пузыря (4-2) [c.280]

Полученные из 20 опытов средние значения составили в = 22 6°. Значения критической длины смачивающих пленок обнаруживают зависимость от радиуса капилляра, а именно, с увеличением радиуса значение критической длины I увеличивается. Результат объяснялся авторами как переход метастабиль-ных /3-пленок в а-пленки при увеличении площади поверхности пузыря. [c.28]

Звездочкой в индексе отмечаются те критические условия, которые соответствуют либо полусферическому пузырю в устье впадины, либо равенству радиусу устья впадины. [c.101]

Жизнеспособные зародыши, возникнув, развиваются в пузыри пара, а нежизнеспособные после возникновения быстро погибают и пузырей не образуют. Радиус жизнеспособных зародышей р превышает некоторую характерную величину р , которую называют радиусом критического зародыша. Таким образом, для жизнеспособных зародышей р > ро. Размеры нежизнеспособных зародышей удовлетворяют другому условию р < ро- [c.306]

Сами пузыри забирают от обогреваемой поверхности немного теплоты, но они интенсивно перемешивают жидкость во всем объеме и главное — в пограничном слое, приводя к резкой интенсификации теплоотдачи к кипящей жидкости по сравнению с обычной естественной конвекцией (рис. 10.5). Число центров парообразования на греющей поверхности увеличивается по мере роста плотности теплового потока р, поскольку при этом увеличивается перегрев жидкости у стенки, соответственно уменьшается критический радиус пузыря и все более мелкие шероховатости могут порож- [c.100]

БИТЬ наличие критического радиуса пузырей. Эта величина для исследованных растворов электролитов ра1вна Гкр = 0,35 см. [c.67]

Из уравнения (17.39) следует, что каждому значению температуры насыщения и пере1 рева жидкости соответствует определенный минимальный радиус устойчивого пузыря, который называют критическим радиусом парового зародыша [c.102]

Влияние давления и ускорения свободного падения на значения величин Ro и /о подтверждается опытными данными (рис. 6.12, 6.13 и 7.6) . На этих рисунках приведены зависимости отрывного радиуса пузыря Ro и относительной частоты отрыва /о(р)//о (Р= = 0,03 рнр) от приведенного давления, т. е. от давления, отнесенного к критическому р/ркр. В качестве масштаба отнесения для частоты отрыва fo(p) при данном давлении служит значение частоты отрыва, полученное при прочих равных условиях при давлении 0,03ркр. Из рис. 6.12 видно, что в области динамического режима отрыва наблюдается резкое падение Ro с ростом давления (прямая 1), в то время как при статическом режиме отрыва Ro уменьшается с ростом давления значительно медленнее (прямая 2). Зависимость /о от р оказывается более сложной (рис. 6.13). [c.181]

Вернемся теперь к задаче зародышеобразования во впадинах. В случае конусообразной впадины с закругленным дном (фиг. 5) радиус кривизны мениска непрерывно растет с ростом пузыря от вершины конуса до макроскопической величины, если только твердое тело хорошо смачивается. Если пузырь критического размера имеет почти сферическую форму, то работа его образования будет приближенно определяться уравнением (5а), так как в условиях полного смачивания (9 = 0°), сво = оьа- Вытянутость впадины слабо увеличивает работу РУ. Так, если к пузырю присоединена цилиндрическая часть единичной длины и критического радиуса, то приращение работы РУ, равное (2о1,с/ ) (тг/ ), полностью расходуется на прирост энергии поверхности раздела 2тгг овс. Следовательно, хорошо смачиваемая [c.91]

При малых размерах зародышевых пузырьков капиллярное давление может быть настолько большим, что становится непреодолимым препятствием к формированию пузырька. Если изменение равновесного давления выделения окиси углерода р и изменение внешнего давления рвнш представить на графике в зависимости от радиуса пузырька (рис. 89), то пересечение линий внешнего давления и давления выделения окиси углерода определит критический размер пузырька г р, при котором и больше которого газовый пузырь будет устойчив и сможет расти. Критический радиус пузырька при разных степенях пересыщения металла окисью углерода колеблется от 0,5-10 до 0,06сж. Для зарождения пузырька критического размера должна быть встреча [c.241]

С целью упрощения анализа в настоящем исследованпи, так же, как и в работе [14], делается предположение о выполнении равенства Т Т i r). Уравнения (5) и (6) и равенство Т = Тi r) позволяют определить (с помощью графического решения) минимальный критический тепловой поток q , при котором полусферический пузырь радиуса г может существовать на стенке, т. е. тепловой поток, при котором может начаться кипение. Зная q, можно вычислить соответствующие этой величине значения Т, и Тю — Tsg) - Величина г представляет собой радиус тех центров зарождения, которые в первую очередь способны обеспечить вскипание жидкости. [c.122]

На рис. 3.6 пунктирной линией показано изменение температуры в пузыре по уравнению (3.4) и линейное изменение температуры жидкости по уравнению (3.5). Из рисунка видно, что только те зародыши способны расти, для которых Т > Т , что реализуется в диапазоне rmin С г < Гщах для г > Гщах г < rmim < ТТ. е. кипение подавлено. Для линии перегрева жидкости, касательной к температурной кривой для пара (у), радиус зародыша равен критической величине при = Т- . Последнее обстоятельство позволяет определить аналитически критический размер зародыша из совместного решения уравнений в виде [3.18] [c.105]

Для паровой области можно сделать дальнейшее упрощение, если пренебречь влиянием инерционных сил в паре, поскольку плотность пара очень мала. Если затем для жидкости, плотность которой пренебрежимо мала, воспользоваться уравнением Бернулли, то можно увидеть, что давление внутри парового пространства можно считать равномерным. Далее, поскольку скорость звука в паре достаточно велика, изменение давления внутри парового пространства практически немедленно следует за изменением давления на стенке пузыря. Когда скорость стенки пузыря достаточно мала, тогда давление пара равняется давлению насыщения паров жидкости. Справедливость этого утверждения в данном случае можно увидеть из следующего. Средняя скорость перемещения стенки, соответствующая определенной интенсивности испарения с поверхности жидкости, равна ВТ12%М) 1 где В — газовая постоянная, Т — абсолютная температура, М — молекулярный вес. В случае испарения эту скорость нужно уменьшить на некоторый коэффициент, который для воды имеет величину 0,04 [3]. Поэтому критическая скорость для поверхности воды при температуре около 100 С составляет приблизительно 8 м1сек, что заметно больше, чем скорости по радиусу, подсчитанные здесь, так что отклонением давления пара от давления насыщения можно пренебречь. [c.191]

Зарождение газового пузырька в прозрачно. сплошном жидком металле мало вероятно, так как для этого требуется раздвинуть атомы, т. е. преодолеть силы металлической связи. К этому нуЖ1Ю добавить, что образование зар иыша газового пузыря возможно в том случае, если его радиус превышает некоторую критическую величину 46]. [c.92]

Эффективный радиус пор экрана, как правило, в десятки раз меньще радиуса кривизны пузыря. Радиус кривизны пузыря имеет размер порядка половины зазора под экраном. Из соотношений (4.32) и (4.33) видно, что даже при мощности во много раз меньшей, чем максимальная, может достигаться критический перегрев в испарительной части тепловой трубы (у>1). [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...