Центры парообразования

Ранее было отмечено также, что наличие в теплоносителе после его дегазации даже самого малого количества растворенного газа обусловливает зарождение газопаровых пузырьков до начала закипания жидкости при ее течении в пористых металлах независимо от вида их нагрева. Эти пузырьки служат готовыми центрами парообразования. [c.84]

В пристеночном слое жидкость перегревается ее температура выше температуры насыщенного пара. Перегрев жидкости вблизи стенки оказывается возможным потому, что здесь нет постоянной поверхности раздела жидкости и пара, а процесс парообразования может происходить только после возникновения паровых пузырьков. Такие пузырьки возникают в центрах парообразования. [c.405]

Вероятность возникновения паровых пузырьков увеличивается с ростом степени перегрева жидкости. Поэтому наиболее благоприятные условия для возникновения пузырьков создаются на поверхности нагрева. При этом центрами парообразования служат шероховатости поверхности нагрева, а также пузырьки воздуха или пара, [c.405]

Зародившийся в центре парообразования пузырек находится под действием подъемной силы, обусловленной разностью плотностей жидкости и пара, гидродинамической силы, обусловленной движением жидкости и силы поверхностного натяжения. Две первые силы стремятся оторвать пузырек от поверхности нагрева, а последняя сила препятствует этому. [c.406]

Паровые пузырьки, проходящие через жидкость, перемешивают ее, что приводит к интенсификации теплоотдачи. Поэтому частота отрыва пузырьков и число действующих центров парообразования определяют интенсивность теплообмена при кипении. [c.406]

При увеличении температурного напора растет число действующих центров парообразования, несколько увеличивается частота отрыва пузырьков. Когда пузырьки вызывают интенсивное перемешивание жидкости, наступает режим развитого пузырькового кипения, при котором коэффициент [c.407]

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]

Сложность процесса теплоотдачи при кипении, статистический характер основных параметров, определяющих процесс кипения (число действующих центров парообразования, частота отрыва пузырьков, диаметр пузырька в момент отрыва ), позволяют описать си- [c.408]

Изучение пузырькового кипения показывает, что при больших давлениях интенсивность теплообмена выше, так как больше число действующих центров парообразования и частота отрыва пузырьков. [c.410]

Коэффициент теплоотдачи при кипении зависит от содержания растворенных в жидкости газов. Пузырьки газа служат дополнительными центрами парообразования и потому интенсифицируют теплообмен. Рассмотренные выше уравнения относятся к дегазированной жидкости. При содержании газа 0,06 — 0,3 см 1л коэффициент теплоотдачи увеличивается на 20—60% по сравнению с кипением дегазированной жидкости. [c.412]

Это справедливо в том случае, если образование паровых пузырьков при данной степени перегрева лимитируется только числом центров парообразования. [c.468]

Допустим, что пар движется от поверхности нагрева вертикально вверх в форме отдельных паровых струй, возникающих в центрах парообразования на поверхности нагрева, причем скорость пара предельная. Из сказанного выше следует, что если радиус паровой струи а, то толщина окружающей [c.475]

Несмотря на внешнюю непохожесть картины процесса в режимах индивидуальных и сросшихся пузырей, взаимозависимость плотности теплового потока и перегрева стенки остается практически неизменной вдоль всего участка ВС кривой кипения, что позволяет объединять эти режимы общим названием — пузырьковое кипение. Принципиальной особенностью этого вида кипения является то, что на всем его протяжении абсолютно преобладающая часть твердой поверхности нагрева покрыта жидкостью. Суммарная доля площади сухих пятен (центров парообразования) даже при самых больших тепловых потоках не превосходит 10 %. [c.345]

Действующие при пузырьковом кипении центры парообразования — это очень малые сухие пятна на обогреваемой твердой поверхности. Характерный размер этих пятен примерно равен радиусу жизнеспособного парового зародыша / , определяемого при малых АТ формулой (8.3). Плотность центров парообразования (п ), т.е. число сухих пятен на единицу площади поверхности нагрева, — это важнейший параметр для теплообмена при кипении. В отсутствие строгой теории зарождения паровых пузырьков на стенке, исходя из соображений размерности и общих физических представлений, можно принять [c.348]

При равномерном распределении центров парообразования на поверхности среднее расстояние между ними [c.349]

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]

Механизм парообразования. Для возникновения процесса кипения достаточно двух условий перегрева жидкости относительно температуры насыщения и наличия центров парообразования. [c.199]

Центрами парообразования называются отдельные точки поверхности нагрева, в которых зарождаются паровые пузыри. [c.199]

Пузырьковое кипение жидкости в большом объеме. Пузыри пара зарождаются в центрах парообразования. В объеме чистой жидкости (очищенной от мельчайших твердых [c.259]

Технические жидкости обычно не подвергаются специальной очистке и в них имеются мельчайшие инородные частицы и микроскопические газовые пузыри. Эти объекты и являются центрами парообразования. [c.261]

На твердой поверхности нагрева центрами парообразования яв-ляются наибольшие углубления и трещинки, заполненные газом или паром. Такие неровности обычно возникают на поверхности в процессе изготовления элементов теплообменников, например труб или плоских стенок. [c.261]

Рассмотрим далее способы определения величины при кипении в большом объеме, т. е. в условиях свободной конвекции л<идкости и при кипении в условиях вынужденной. Схему перехода от пузырькового кипения к пленочному можно представить следующим образом. По мере увеличения перегрева = —7" увеличивается число центров парообразования. При некотором АТ паровые пузыри покроют всю поверхность нагрева примерно так же, как твердые шарики одного размера, прилегающие друг к другу и лежащие на ней в один ряд. По-видимому, в условиях, близких к этим, следует ожидать реализации критической плотности теплового потока, так как турбулизация жидкости всплывающими пузырями будет максимальной. [c.271]

Результаты эксперимента с учетом сказанного выше подтверждают предположение о том, что центрами парообразования на твердой поверхности нагрева являются малые углубления и трещинки, заполненные газом или паром. Пар, остающийся в углублении, после отрыва пузыря служит зародышем новой фазы (пара). Если размеры зародыша превышают равновесный размер пузырька пара при данном перегреве жидкости, то зародыш называют жизнеспособным, так как из него будут непрерывно развиваться пузырьки пара, отрываться от поверхности и всплывать. [c.332]

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]

На твердой поверхности нагрева центрами парообразования являются небольшие углубления и треш,ины, заполненные газом или паром. Такие неровности обычно возникают на поверхности в процессе изготовления элементов теплообменников, например труб или плоских стенок. Чем больше центров, тем интенсивнее происходит процесс парообразования. [c.334]

Наблюдение процесса кипеиия показывает, что на поверхности теплообмена (если ее температура выше температуры кипения или насыщения / ) возникают пузырьки пара. Зарождаются они только в отдельных местах обогреваемой поверхности, называемых центрами парообразования. Центрами образования пузырьков пара являются неровности самой стенки и выделяющиеся из жидкости пузырьки газа. При достижении определенных размеров пузырьки пара отрываются от поверхности и всплывают наверх, а на их месте возникают новые пузырьки. Величина пузырьла пара в значительной степени зависит от смачивающей способности жидкости. Если кипящая жидкость хорошо смачивает поверхность теплообмена, то пузырек пара имеет тонкую ножку и легко отрывается. Если кипящая жидкость не смачивает поверхности, то пузырек пара имеет толстую ножку, при этом верхняя часть пузырька открывается, а ножка остается на поверхности. [c.450]

По мере движения потока происходит быстрая активация центров парообразования. Количество паровых микроструй резко увеличивается и они заполняют все более мелкие поровые каналы. Жидкостные пробки уменьшаются, при этом основная часть жидкости движется в виде постепенно утоняющейся микропленки, которая обволакивает частицы каркаса и заполняет отдельные тупиковые поры. Скорость пара непрерывно возрастает. Вследствие резкого сужения и искривления каналов, прорыва пара в каналы при образовании пузырьков в заполненных ранее жидкостью порах происходит непрерывное разрушение и образование тонких жидкостных перемычек. Затем микропленка жидкости на стенках каналов постепенно испаряется и утоняется, жидкостные перемычки также уменьшаются и разрушаются. Высокоскоростной поток пара сначала уменьшает жидкостную микропленку по поверхности частиц, а затем распределяет по углам поровых каналов в области контакта частиц и тем самым препятствует сворачиванию микропленки под действием капиллярных сил и давления на локальных местах ухудшенной смачиваемости до полного ее испарения, чем достигается очень малая толщина микропленки жидкости перед завершением ее испарения. Давление в двухфазном потоке быстро понижается, а вместе с ним понижается и температура его паровой фазы, которая на любой стадии течения двухфазного потока равна локальной температуре насыщения. [c.82]

По мере движения потока и увеличения перегрева происходит скачкообразная активация центров парообразования, количество паровых микроструек быстро возрастает, и они постепенно заполняют все более мелкие перовые каналы. Основная часть жидкости движется в виде постепенно утоняющейся микропленки, которая обволакивает частицы материала и заполняет все сужения и отдельные поры. Скорость пара непрерывно возрастает. Давление в двухфазном потоке быстро падает, а вместе с ним падает и температура паровой фазы смеси, равная температуре насыщения Температура Т пористого каркаса повышается [c.133]

При кипении в технических условиях паровые пузырьки образуются на обогреваемой твердой стенке. Центрами парообразования служат элементы микрошероховатости стенки (впадины, царапины), обладающие пониженной локальной смачивостью [2, 10, 13, 41]. Перегрев твердой поверхности, необходимый для парообразования, в большинстве практических ситуаций невелик для воды при атмосферном давлении составляет 5—7 К, а при высоких давлениях — доли градуса. Использование этого значения перегрева в (8.3) дает представление о масштабе элементов поверхностной шероховатости, служащих центрами парообразования. При атмосферном давлении для воды это единицы микрометров с ростом приведенного давления Л уменьшается например, для жидкого гелия при атмосферном [c.342]

Увеличение перегрева стенки ведет к росту числа одновременно действующих центров парообразования, что сопровождается ростом интенсивности теплообмена. Для кипения характерна очень сильная зависимость плотности теплового потока q от перегрева стенки относительно температуры насыщения это кардинально отличает теплообмен при кипении от однофазной конвекции и от конденсации. Зависимость (А Т) называют кривой кипения, или кривой Нукияма, по имени японского исследователя, впервые описавшего эту зависимость в 1935 г. Типичная кривая кипения со схематическим изображением механизма теплообмена при различных сочетаниях плотности теплового потока и перегрева стенки АТ = представлена на рис. 8.3. Пусть жидкость в обогреваемом сосуде находится при температуре насыщения, отвечающей давлению над ее уровнем. Обогреваемая поверхность, например, в виде обращенной вверх пластины с адиабатной нижней поверхностью размещена под уровнем жидкости. Дополнительное гидростатическое давление столба жидкости над нагревателем обычно составляет ничтожную долю от. По обеим координатным осям используется логарифмический масштаб. [c.343]

Действительно, если микровпадины твердой поверхности не имеют каких-либо предпочтительных размеров, т.е. в актуальном для кипения жидкостей диапазоне значений число впадин любого размера примерно одинаково, то уменьшение R означает увеличение числа поверхностных впадин, которые могут стать центрами парообразования. Эту закономерность и отражает формула (8.4), предложенная Д.А. Лабунцовым (1963 г.) прежде всего для технических поверхностей нагрева. [c.349]

Пр1 дальнейшем увеличении температурного паиора (Э < О < < Э,,р) уменьшается радиус зародышей 1см. уравнеи е (17.39)1, что приводит к значительному росту числа жизнеспособных зародышей, т. е. к увеличению количества действующих центров парообразования. Наступает режим развитого пузырькового кипения (область Р), который характеризуется интенсивным разрушением и турбулизациеи вязкого подслоя, быстро растущими пузырями иара. Этот режим отличается высокой интенсивностью теплообмена, что является следствием ь-алой толщины пограничного слоя у поверхности нагрева. [c.2]

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]

Активными центрами парообразования являются различные трещины, канавки, неровности (микрошероховатость) поверхности, выпавшие на поверхности окислы, налеты и другие включения, а также адсорбированные поверхностью пузырьки ra sa (воздуха). Число центров парообразования зависит и о г материала греющей поверхности, возрастая с увеличением его теилопроводности. Образующиеся в центрах парообразования паровые зародыши имеют размеры значительно меньше толщины вязкого подслоя. В связи с тем что теплопроводность жидкости существенно выше теплопроводности пара, почти вся теплота передается от стенки к жидкости, а это приводит к перегреву пограничного слоя. Перегретая л<идкость испаряется в пузырь, и это испарение происходит главным образом за счет подвода теплоты к поверхности пузырька через микрослой жидкости у его основания. Размеры пузырька быстро увеличиваются, и при некотором значении диаметра (отрывном диаметре) он отрывается от поверхности [c.199]

Теплообмен при кипении. Интенсивность теплообмена прп кипении зависит от ии огих ф акторов, влияющих на число центров парообразования /г, отрывной диаметр пузыря п частоту отрыва пузырей и. В настоящее время еще отсутствуют достаточно надежные теории, объясняющие влияние основных факторов иа эти величины. Поэтому опытные данные но теплообмену при кипе-иии обычно представляют в виде различных размерных или безразмерных завр1симостей для расчета коэфчфнииента теплоотдачи. [c.201]

Кипение на горизонтальном пучке гладких труб. Средине значения коэффициентов теплоотдачи при кипении хладагентов на пучке горизонтальнЕ)1Х труб больше, чем на одиночной трубе. Пузырьки пара, поднимающиеся с нижних рядов труб на верхние, интенсифицируют теплообмен на вышележащих трубах за счет турбулнзацни пограничного слоя и создания дополнительных центров парообразования. Испарители холодильных машин обычно работают при небольших плотностях теплового потока и низких температурах кипения. При таком режиме теплоотдача на пучке гладких труб в аммиачных аппаратах происходит в зонах свободной конвекции и неразвитого пузырькового кипения, а в хладоновых аппаратах — в области неразвитого и в начале развитого кипения. Влияние пучка на теплоотдачу сказывается тем меньше, чем больше шероховатость поверхности труб, давление и тепловой поток. [c.206]

Таким образом, в однофазных жидкостях, пспользуемых в практике, всегда имеются частицы ириыеси, размеры которых лежат в некотором диапазоне О < а < втак- Распределение их по размерам описывается функцией распределения V(a), зависящей от вида жидкости и способа ее приготовления. Центрами парообразования могут быть только надкритические частицы а > где определяется формулой (1.7.6) и зависит от физических свойств жидкости и степени метастабильности, поэтому общее число центров парообразования, на которых происходит испарение и образоваипе пузырьков, можно представить в виде [c.132]

Отметим также, что неровности стенок каналов, наличие на них различных частиц также могут быть центрами парообразования, поэтому при достаточно мглых диаметрах труб (порядка 1 см и меньше) может сыграть св >ю роль и повсфхностыое вскипание на стенках. [c.138]

Результаты эксперимента, с учетом сказанного выше, подтверждают предположение о том, что центрами парообразования на твердой поверхности нагрева являются малые углубления и трещинки, заполненные газом или паром. Со временем газ, заполняющий углубление, может израсходоваться. Однако пар, образующийся в коническом углублении, не весь расходуется на образование очередного пузыря. Часть пара, остающаяся на дне углубления, будет служить зародышем новой фазы (пара). Если размеры зародыша преиышают равновесный размер пузырька пара при данном перегреве жидкости, то зародыш называют жизнеспособным, так как из него будут непрерывно развиваться пузырьки пара, отрываться от поверхности и всплывать. [c.262]

Если повысить давление, под которым находится кипящая жидкость, то интенсивность теплоотдачи увеличится. С увеличением этого давления увеличивается и температура насыщения, при этом уменьшается коэффициент поверхностного натяя ения а. В результате требуемый перегрев Т — Т" для поддержания процесса пузырькового кипения снижается. В этих условиях увеличивается число жизнеспособных зародышей новой фа ы вследствие активизации более мелких центров парообразования, что и приводит к интенсификации теплоотдачи. [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...