Кипение, влияние давления жидкости

Как отмечалось выше, при пленочном кипении жидкость отделена от обогреваемой поверхности паровым слоем. Теплота к поверхности раздела фаз поступает через малотеплопроводный слой пара. В условиях свободного движения коэффициент теплоотдачи мало изменяется с изменением теплового потока (рис. 13-18). Влияние давления и физических свойств на теплоотдачу сохраняется существенным, как и при пузырьковом кипении. [c.318]

Критические тепловые потоки. По данным [И] для Ф-12, Ф-22, Ф-112 и Ф ИЗ и [31] для Ф-21 критические тепловые потоки, соответствующие первому кризису кипения, хорошо описываются формулой С. С. Кутателадзе. Характер влияния давления на установленный в опытах с Ф-113 и Ф-21, такой же, как и для других жидкостей. Критерий устойчивости в формуле С. С. Кутателадзе слабо зависит от давления. [c.218]

Исследованию теплоотдачи при кипении натрия на поверхности труб, погруженных в большой объем жидкости, посвящены работы [180, 182, 188]. Однако ни в одной из работ систематического изучения влияния давления на теплоотдачу не проводилось, и экспериментом был охвачен сравнительно узкий диапазон давлений (0,07—1,0 кг/см ). В работе [180] отмечено, что наблюдалась некоторая тенденция к увеличению теплоотдачи с ростом давления. Аналогичный вывод можно сделать из сопоставления (см. рис. 10.7) экспериментальных данных работ [188] (р=1 кг см ) и [182] (p = 0,07-f- [c.247]

Характер влияния давления на коэффициент теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении также оказывается более или менее одинаковым для всех жидкостей, если строить эту зависимость в относительных координатах, выбранных исходя из понятия о термодинамическом подобии веществ. Такого рода обработка большого числа опытов, произведенная В. М. Боришанским, показана 348 [c.348]

По мере увеличения толщины паровой пленки она приобретает устойчивый характер, при котором коэффициент теплоотдачи сохраняется почти постоянным, мало зависящим от теплового потока. Однако влияние давления при пленочном кипении, так же как и при ядерном, имеет место (рис. 4-3), Поскольку через паровую пленку, кроме тепла за счет теплопроводности, проходит тепло и за счет лучистого теплообмена, то на коэффициент теплоотдачи оказывают влияние коэффициенты излучения поверхности теплообмена, поверхности жидкости, а также излучающие свойства самого пара. Тепло, которое проходит через паровой слой и передается с внешней поверхности в объем кипящей жидкости путем конвекции, увеличивается с увеличением скорости и недогрева жидкости вследствие этого увеличивается и общий коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении. [c.243]

На описанной установке проводились эксперименты по определению влияния на <7кр давления, недогрева до кипения и скорости жидкости. Кроме того, было выяснено влияние на q p геометрических факторов — ширины зазора и длины тепловыделяющего элемента. [c.227]

Обобщающие соотношения для опытных данных по пузырьковому кипению. Характеристики пузырькового кипения в значительной степени зависят от свойств греющей поверхности [2-21]. Такие факторы, как количество абсорбированного газа, шероховатость поверхности, степень ее окисления и смачиваемость, сильно влияют на разность температур греющей поверхности и объема жидкости. Свойства греющей поверхности (поверхностные условия) могут изменяться во времени —этот процесс известен как приработка (старение) поверхности. Влияние давления также существенно. По указанным причинам воспроизведение опытных данных зачастую затруднено. Тем не менее рядом авторов были предложены расчетные соотношения для теплоотдачи при пузырьковом кипении, часть из которых является эмпирическими, а другие опираются на физические модели. [c.55]

Интенсивность теплоотдачи при кипении зависит от теплофизических свойств жидкости, которые по мере изменения давления (и температуры) насыщения существенно меняются. В этом и состоит причина влияния давления на интенсивность теплообмена. [c.295]

Вода с поверхности водоемов и сосудов испаряется спокойно при любой температуре следовательно, испарение — поверхностное явление. Парообразование при кипении протекает в объеме жидкости при ее нагревании. Когда наступает кипение, температура жидкости перестает повышаться, причем температура кипения, равная температуре насыщения, зависит от давления, под которым находится жидкость. Однако в действительности температура жидкости /ж немного выше температуры насыщения и,.. Небольшой перегрев жидкости объясняется влиянием поверхностного натяжения на оболочке пузырьков пара, причем чем меньше радиус пузырька, тем больше в нем превышено давление пара по сравнению с давлением жидкости. [c.208]

С повышением давления границы переходного кипения сдвигаются в сторону меньших температурных напоров, а плотность теплового потока при заданном температурном напоре снижается. Это объясняется тем, что при высоком давлении облегчается образование паровых зародышей и ускоряется рост пузырей, что приводит к уменьшению продолжительности контактов жидкости со стенкой. Увеличение скорости течения приводит к интенсификации теплообмена при переходном кипении за счет сокра-ш,ения периодов паровой изоляции поверхности нагрева в связи с возрастанием гидродинамической неустойчивости границы раздела фаз. При уменьшении шероховатости поверхности нагрева плотность теплового потока в переходной области кипения при постоянном температурном напоре возрастает. Это связано с уменьшением плотности действующих центров парообразования, что приводит к росту длительности контактов жидкости со стенкой за счет более позднего слияния растущих пузырей в сплошную пленку. В области кризиса пленочного кипения влияние шероховатости исчезает, поскольку уменьшается вклад теплоотдачи в местах контакта жидкости со стенкой в суммарный теплообмен. [c.263]

В парожидкостных системах под влиянием изменения внешнего давления и (или) процессов теплообмена объемы пара и жидкости могут значительно изменяться во времени. Для многих приложений модельной задачей здесь служит расширение (схлопывание) сферической газовой полости в жидкости (подводный взрыв, кавитация). Эти нестационарные задачи успешно решаются с использованием приближения невязкой несжимаемой жидкости. То же приближение оказывается вполне оправданным при анализе динамики паровых пузырьков при кипении. Настоящая глава посвящена нестационарным течениям эффективно невязкой жидкости. [c.231]

Анализ экспериментальных наблюдений позволяет сделать достаточно надежные качественные выводы и служит обоснованием теоретических моделей. При этом необходимо подчеркнуть, что все закономерности роста и отрыва паровых пузырьков проявляются лишь статистически. Кинематографические исследования показывают, что даже в одном эксперименте при фиксированных давлении над уровнем жидкости и средней температуре стенки скорости роста пузырьков могут отличаться вдвое от среднего значения. Это означает, что применительно к росту паровых пузырьков при кипении имеет смысл говорить лишь о приближенных моделях, отражающих влияние основных механизмов процесса и описывающих количественные взаимосвязи для некоторых средних условий. [c.263]

Формула (31.14) учитывает влияние теплофизических свойств материала поверхности на интенсивность теплоотдачи при кипении криогенных жидкостей (при атмосферном и меньшем атмосферного давлениях) с помощью коэффициента теплоусвоения х. Большие значения коэффициента теплоусвоения имеет медь средние — латунь, никель, бронза малые—нержавеющая сталь. [c.326]

На интенсивность теплообмена при кипении существенное влияние оказывают давление, теплофизические свойства жидкости, параметры шероховатости поверхности нагрева и теплофизические свойства стенки. К последним относится комплекс, называемый коэффициентом аккумуляции теплоты, l/i p. [c.123]

Если рассмотреть процесс парообразования при более высоком давлении, то можно заметить следующие изменения. Точка Оо, соответствующая состоянию 1 кг воды при 0°С и новом давлении, остается почти на той же вертикали, так как вода практически несжимаема. Точка а смещается вправо, ибо с ростом давления увеличивается температура кипения, а жидкость при повышении температуры расширяется. Что же касается пара (точка а"), то несмотря на увеличение температуры кипения удельный объем пара все-таки падает из-за более сильного влияния растущего давления. [c.38]

Таким образом, при кипении криогенных жидкостей влияние теплофизических свойств поверхности нагрева проявляется только при давлениях, близких к атмосферному. При кипении обычных жидкостей очень немногие исследователи отметили влияние этого фактора, а в большинстве случаев на таких поверхностях, как медь, латунь, мельхиор, нержавеющая сталь, устанавливаются одинаковые значения а. [c.204]

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]

Теперь возьмем воду при температуре плавления и при давлении Pi > р. Так как с увеличением давления удельный объем жидкости уменьшается, то точка ai, характеризующая состояние жидкости при температуре плавления и давлении pi, должна лежать левее точки а. Процесс подогрева жидкости при pi = onst на графике в координатах р, V изобразится отрезком ai—hi, причем ючка bi должна лежать правее точки Ь, что объясняется следующим обстоятельством. Для всех жидкостей с увеличением давления повышается температура кипения. Таким образом, с одной стороны, увеличение давления жидкости уменьшает удельный объем ее, но, с другой стороны, с повышением давления увеличивается температура кипящей жидкости, вследствие чего удельный объем ее должен увеличиваться. Как показывает опыт, влияние температуры на повышение удельного объема кипящей жидкости больше, чем давления. [c.32]

Отмеченные выше закономерности характерны не только при кипеиии пароводяной смеси, но и при кипении органических жидкостей. На рис. 11.19 приведена зависимость от недогрева А нед при кипении моноизопропилдифенила (МИПД) на поверхности внутренней трубы кольцевого канала. Из рисунка видно, что с ростом недогрева плотность критического теплового потока (как и в круглых трубах) увеличивается. При кипении МИПД влияние давления в диапазоне его изменения от 2 до 8 МПа незначительно и качественно одинаково при кипении на внутренней и наружной поверхностях кольцевых каналов. При Д нед>60ч-Ю0 С с увеличением давления kpi уменьшается, а при Д нед<60°С — увеличивается [171]. [c.310]

Газосодержание т определялось путем отбора проб жидкости с помощью шприцев. Рабочий участок представлял собой вертикальный канал кольцевого сечения, образованный трубами диаметром 22 и 18 мм. Поток в рабочем канале двигался вниз. Длина обогреваемого участка внутренней трубы была равна 300 мм. Обогрев осуществлялся постоянным электрическим током. Помимо влияния газосодержання жидкости на процесс кипения, изучалась зависимость этого процесса от целого ряда других параметров, которые изменялись в следующих пределах давление 5 [c.113]

Изучение механизма пузырчатого кипения свидетельствует о том, что тепло передается отг.поверхности к жидкости главным образом пузырями, являющимися дополнительными турбулизаторами [6, 3]. Уравнения для расчета теплоотдачи при пузырчатом кипении и критического теплового потока частично зависят от скорости роста пузыря. Эллион [3] использовал для вывода уравнения измеренную скорость роста. Фостер и Зубр 1. 2] рассчитали скорость роста, допуская, что пузыри росли в первоначально равномерно перегретой однородной жидкости. В этих условиях пузыри продолжали расти без ограничения, в то время как в недогре-той жидкости пузыри растут только до максимального размера. Розенов [8] и Розенов и Гриффитс [7] предполагали, что скорость роста не является важной переменной в уравнении. Дальнейшие успехи в деле выявления зависимостей по теплоотдаче при кипении и лучшее понимание этого процесса зависят от получения кривых роста пузырей в условиях пузырчатого кипения. Особенно целесообразно выяснить степень влияния давления системы и недогрева массы жидкости на максимально достижимый размер пузыря и длительность времени, за которое пузырь достигает этого размера. [c.283]

Влияние давления на коэффициент теплоотдачи при кипении многих жидкостей хорошо выражается эмпирической формулой И. Т. Аладьева и Л. Д. Додонова [c.408]

Механизм влияния несмешивающихся жидкостей не совсем ясен. Уэйл и Марбоу [57] сообщили об интересном опыте, который дает некоторое качественное представление об относительном влиянии смоченных твердых поверхностей в несмешивающихся жидкостях на понижение прочности воды на разрыв. Были проведены эксперименты с парафином в воде, в которых кипение вызывалось путем понижения внешнего давления, и определена разность между давлением насыщенного пара при температуре воды и давлением в системе, при котором на поверхности раздела между парафином и водой образовывались паровые каверны. Оказалось, что в том случае, когда парафин существовал в твердой фазе, паровые каверны образовывались на поверхности раздела при давлении в системе, равном давлению насыщенного пара. Когда же температура повышалась до точки плавления парафина, то в исследуемом интервале давлений каверны не образовывались. [c.82]

Рис. 7.8.5. Влияние вязкости жидкости на параметр й , определяющий кризис (оттеснение жидкости) при барботаже и кипении. Незачерненные точки 1—7 соответствуют барботажу при р = 0,1—4,1 МПа, Т = 280 К, из них точки 1—5 соответствуют воде и водоглицериновым растворам разной вязкости, барботируемым разными газами 1 — водородом, 2 — гелием, 3 — азотом, 4 — аргоном, 5 — ксеноном точки 6, 7 соответствуют этанолу, барботи-руемому азотом (б) и аргоном (7). Зачерненные точки 8—16 соответствуют кипению разных жидкостей при разных давлениях р (МПа), из них точки 8—12 — для кипения воды (8 — при 0,02 МПа, 9 — при 0,1 МПа, 10 — при 4,5 МПа, 11 — при 5,4 МПа, 12 — при 18,6 МПа), точки 13, 14 — для кипения этанола (13 при 0,1 МПа, 14 при 1,0 МПа) 5—для кипения бензола при 0,1 МПа, 16 — для кипения метанола при 0,1 МПа. Точки 1—16 — экспериментальные данные С. С. Кутателадзе, И. Г. Маленкова (1976) и И. Г. Маленкова (1978). Точки 17—20 соответствуют кипению натрия, калия, цезия, рубидия, для которых скорость IV рассчитывалась по полному тепловому потоку (данные В. И. Субботина и др., 1968, 1969)

Одно из первых исследований влияния давления на кипящую жидкость провели Чикелли и Бонилья [I], которые показали, что кривая кипения при изменении давления смещается. Корти п Фауст [2] представили уравнение [c.300]

По кетонам имеются данные лишь до нормальной температуры кипения жидкости. Совершенно не изучено влияние давления на коэффициент теплопроводности. Сопоставление наших результатов при атмосферном давлении с имеющимися в литературе данными [128] показывает, что они в среднем на 2—4% выше наших. Исключение составляет этилбутилкетон, где отклонение достигает 6%. [c.178]

Ле Ба метод расчета мольного объема жидкости при нормальной температуре кипения 65, 66 Ленуара корреляция для теплопроводности жидкостей, учитывающая влияние давления 458 Луриа — Бенсона метод расчета теплоемкости жидкостей 145, 146, 149 Лецу и Стила корреляция для вязкости жидкостей при высоких температурах 399 сл. [c.585]

Опыты В. И. Толубинского [199] показали, что при кипении воды под атмосферным давлением возрастание коэффициента теплоотдачи с уменьшением уровня наблюдалось только при плотностях теплового потока менее 100 кВт/м . При q> 00 кВт/м рост а не наблюдается вплоть до толщин разрыва. пленки термокапиллярными силами. Результаты этих опытов представлены на рис. 7.9, а. Здесь по оси ординат отложено отношение коэффициента теплоотдачи при кипении в пленке к коэффициенту теплоотдачи в большом объеме аб.о, т. е. при достаточно большом уровне жидкости. На рис. 7.9, б показано влияние уровня h на а при кипенЕИ воды по опытным данным Якоба и Линке [199]. [c.197]

При высоких давлениях во всем диапазоне изменения относительной энтальпии наблюдается положительное влияние массовой скорости на <7крь Следовательно, в данных условиях доминирующее влияние на процесс перехода от пузырькового кипения к пленочному оказывает механизм турбулентного обмена, хотя его воздействие с ростом паросодержания ослабляется радиальным потоком пара, затрудняющим подпитку жидкостью двухфазного пристенного слоя. [c.290]

На рис. 11.5 и 11.6 показано влияние скорости циркуляции на кр1 при кипении воды и органических жидкостей в условиях недо-грева до температуры насыщения и при А/нед=0. Из этих рисунков видно, что при, кипении дифенильной смеси, этилового и изопропилового спиртов при А/нед=0 нзблюдается положительное влияние Wo на <7крь Таким образом, из рис. 11.2 нельзя делать общий вывод о том, что при низких давлениях точка инверсии обязательно должна лежать в области отрицательных значений х. [c.290]

Таким образом, основные отличия в механизме кипения четырехокиси азота заключаются в нестабильности работы центров парообразования, особенно в зоне повышенных давлений, и во временах зарождения и начального роста парового пузыря. Указанные особенности могут быть объяснены значительным влиянием вы-соКокипящих примесей (азотной кислоты, воды и др.), неизбежно присутствующих в технически чистой четырехокиси азота. Поэтому целесообразно рассмотрение данных, полученных при измерении концентрации примесей в кипящей жидкости непосредственно у поверхности нагрева [4.10]. [c.96]

Изуч ение теплообмена в двухфазных потоках представляет собой весьма трудную задачу ввиду сложности гидродинамической структуры потока, взаимного, порой определяющего влияния теплообмена и гидродинамики, Случайных отклонений от гидродинамической и термодинамической неравновесности. Режимы течения определяются рядом факторов давлением, общим расходом потока и соотношением между фазами, свойствами фаз, тепловым потоком, предысторией потока и др. По имеющейся классификации основными режимами течения являются пузырьковый, снарядный, расслоенный, эмульсионный дисперсно-кольцевой и обращенный дисперсно-кольцевой (пленочное кипение недогретой жидкости). Четких границ между ними не наблюдается, и существуют целые области переходных режимов. Пока не имеется детальной информации для всех режимов течения по таким основным характеристикам потока, как распределение фаз, скоростей и касательных напряжений. Поэтому основой для понимания явления служат визуальные наблюдения и некоторые экспериментальные данные по распределению фаз, их полям скоростей, уносу и осаждению, гидравлическому сопротивлению и т. д. К настоящему времени накоплена достаточная информация о режимах течения адиабатных потоков, однако мало данных по диабатным (с подводом тепла) потокам при высоких давлениях, тепловых нагрузках и большом различии теплофизических свойств. Подавляющее большинство исследований выполнено на пароводяных и воздуховодяных смесях. [c.120]

С другими жидкостями критериальными формулами и большей час 1ью опытных данных дляФ-12. Однако все исследования подтверждают устанавливаемое критериальными уравнениями слабое влияние на коэффициент теплоотдачи давления насыщения (в области интересующих холодильную технику температур кипения). [c.100]

Брайан и Квейнт [Л. 26] проводили опыты по определению коэффициента теплоотдачи фреона-11, кипящего в медной горизонтальной трубе d = 8 мм, длиной 3,05 м. Нагревателем являлась стенка трубы толщиной б = 0,75 мм, через которую пропускался электрический ток. Температура поверхности трубы измерялась термопарами, установленными в различных точках по длине. Температура кипения измерялась у входа в испаритель и у выхода из него также с помощью термопар. Осуществлялись также измерения скорости агента и давления. Тепловой поток изменялся примерно в пределах (2,7-i-16) 10 ккал1м -ч, температура кипения от 26,8 до 39,3 С, расход хладоагента от 23,3 до 105,8 кг ч. Состояние Ф-11 менялось в широких пределах на входе от переохлажденной жидкости до Ху = 27%, на выходе — от 2 = 0,15 до = 1- Так как изменению паросодержания в опытах соответствовало и изменение теплового потока, то установить на основании данных этих опытов влияния Хер В ЧИСТОМ виде не представляется возможным. [c.107]

В настоящее время явление возникновения кризиса теплоотдачи при кипении насыщенной жидкости в условиях вынужденной конвекции достаточно полно изучено многими исследователями. Обычно принято считать, что величина критической тепловой нагрузки определяется локальными значениями энтальпии, скорости и давления. При этом в большинстве случаев не принилга-лось во внимание влияние на критическую тепловую нагрузку условий течения пароводяной смеси. Кроме того, остался недостаточно выясненным вопрос о режиме течения двухфазного потока непосредственно перед возникновением кризиса теплоотдачи. [c.232]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...