Кипение, влияние давления пленочное

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]

Для обеспечения устойчивого поверхностного кипения необходимо создать условия, исключающие кризис теплообмена первого рода (переход к пленочному кипению). Заметим, что при температуре конденсации ниже 400 К в прямом цикле ПТУ возникновение кризиса теплообмена в поверхностном конденсаторе не вызывает термического разложения ОРТ, но существенно снижает интенсивность теплопередачи. Экспериментальные исследования [35, 91, 871 показали близость физической картины возникновения и развития кризиса в пучках стержней и внутри труб. Вследствие этого влияние давления, массовой скорости и степени недогрева на критическую плотность теплового потока в пучках стержней <7кр и в прямых трубах оказалось одинаковым [91, 97]. Однако закономерности протекания кризиса поверхностного кипения в пучках стержней имеют особенности. Так, для труб следует учитывать уменьшение с ростом диаметра [801. В то же время в опытах [91 1 с пучками стержней влияния диаметра стержня в исследованном ими интервале диаметров на обнаружено не было. Экспериментально установлено [91, 97], что число стержней в пучке и их относительный шаг в трубной решетке не оказывают влияния на величину Однако в работе [97 ] отмечается, что при зазорах между стержнями в решетке менее 0,002 м наблюдается ее резкое снижение. [c.154]

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]

РИС. 7,5. Влияние давления на теплоотдачу при пленочном кипении метана [47. 48]. [c.205]

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]

Таким образом, коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении возрастает с увеличением недогрева ядра потока жидкости до температуры насыщения. Однако степень влияния недогрева уменьшается с ростом абсолютного давления в кипящей жидкости, вследствие [c.162]

Авторы [3.106] отмечают, что ухудшение теплообмена возникает вследствие сглаживающего действия отложений. С этим мнением, по-видимому, согласиться нельзя. В самом деле, в большинстве опытов отношение D/K менялось в пределах 80—280, что соответствует абсолютным шероховатостям К = 20—70 мкм. Как показывают опыты ряда исследователей, изменение шероховатости поверхности в этих пределах практически не изменяет уровень критических тепловых нагрузок. Причина, скорее всего, заключена в другом. Как уже отмечалось, отложения, образующиеся в таких условиях, являются пористыми. Приток жидкости к поверхности нагрева через отложения затруднен, что и приводит к преждевременному возникновению пленочного кипения. Особую роль в этом явлении играет давление. С повышением давления влияние отложений увеличивается, что следует, в частности, из материалов этой работы. Так, если при р = 17,8 МПа критическая нагрузка уменьшилась на 23 %, то при р = 20,7 МПа — на 45%. [c.144]

Влияние краевого угла 0. Влияние краевого угла 0 на интенсивность теплоотдачи при кипении на поверхности нагрева в настоящее время изучено недостаточно подробно. Известно, что увеличение 0 (рис. 8.9) приводит к росту коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении воды (при нормальном давлении). Известно также, что при кипении несмачивающих жидкостей, для которых 0 > 90°, наблюдается лишь пленочный режим кипения. [c.310]

Влияние давления и диаметра нагревателя на теплоотдачу при пленочном кипении кислорода было подтверждено в экспериментах Банчеро и сотр. [43]. Данные для юислорода имеются также [c.203]

Исследовался также теплообмен при пленочном кипении смесей. Экшерименты со сжиженным природным газом и сжиженным нефтяным газом, выполненные в работах [52, 53], подтвердили влияние давления на коэффициент теплоотдачи лри пленочном ки- [c.204]

Сайенс и сотр. [47, 48] использовали зависимо1сть (7-18) для вывода соотношения, которое правильно описывает влияние давления на экспериментальные результаты при пленочном кипении легких углеводородов яа сравнительно небольших горизонтальных цилиндрах. Оли установили, что влияние давления можно учесть путем введения, в выражение (7-18) приведенной температуры насыщения 7 = Гнас/7 кр. Формула, наилучшим образом аппроксимирующая их данные, имеет вид [c.210]

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]

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]

Колебания давления и связанного с ним объемного паросодер-жания в каналах кипящего реактора оказывают существенное влияние на его мощность и могут привести к нежелательным изменениям параметров. В ходе эксплуатации вероятность таких колебаний давления очевидна. Они могут возникать при резких изменениях расходов пара или теплоносителя, при механических воздействиях на реактор в транспортных ус.повиях и т. д. Сложность вопроса усугубляется высокой динамичностью процессов, затрудняющей использование защитных средств. Кроме того, колебания давления и вызываемые ими кратковременные изменения условий теплообмена могут привести к длительному ухудшению теплопередачи (при гистерезисных явлениях перехода от пузырькового кипения к пленочному), что может привести к перегреву тепловыделяющих элементов. Проведенные исследования и оценочные расчеты показали, что колебания паросодержания с периодом 100 мс (инерционность возникновения парового эффекта реактивности) могут достигать 7—20%. Это может приводить к недо-нустиАшм увеличениям мощности. [c.176]

Прежде чем начать обсуждение результатов экопериме.нтов по пленочному кипению криогенных жидкостей, целесообразно сделать несколько общих замечаний относительно факторов, влияющих на процесс пленочного кипения. Эти замечания будут касаться влияния отдельных факторов на коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении для данной разности тем1ператур АГ. Так, например, существует обратная зависимость между характерным размером нагревателя и коэффициентом теплоотдачи, т. увеличение характерного размера нагревателя приводит к уменьшению коэффициента теплоотдачи. Для горизонтально расположенного нагревателя цилиндрической формы характерным размером является диаметр, для ленточного нагревателя — ширина, а для вертикального трубчатого нагревателя — его длина. Увеличение давления в системе или ускорения силы тяжести приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи при пленочном кипении. Различными авторами изучалось также влияние на коэффициент теплоотдачи ориентации нагревателя, состояния и материала поверхности нагрева, вида жидкости и внешних электрических полей. [c.197]

В более позднем исследовании Вонг и Чои [16], накладывая ультразвуковое поле, получили увеличение теплопередачи в режиме свободной конвекции вплоть до 800% для переохлажденного метилового спирта и переохлажденной воды. Влияние вьгаужден-ных ультразвуковых колебаний в режиме пузырькового кипения оказалось пренебрежимо малым. В исследовании, проведенном Ди Чикко и Шёнхальсом [17], возбуждение колебаний давления большой амплитуды )в жидкости увеличивало теплопередачу при пленочном кипении больше чем на 100%- [c.303]

Возможно более точное знание критических условий имеет большое значение для конструктора котлов, а также для специалиста по коррозии. Данные литературы позволяют составить себе определенное представление о связях между критической величиной тепловой нагрузки, скоростью потока и энтальпией для разных давлений. Прежде псего следует упомянуть исследования Шмидта [Л. 2], приведенные на рис. 2, на котором показана зависимость критического теплонапряже-ния от давления, скорости дви кения холодной воды и ее энтальпии. Критическое теплонапряжение падает с увеличением давления и возрастанием энтальпии с повышением же скорости холодной воды оно, напротив, увеличивается. Так как энтальпия, по-видимому, оказывает наиболее сильное влияние на величину критического теплонапряжения, то конструктор должен расположить максимально нагруженную поверхность нагрева там, где энтальпия воды еще незначительна. Наряду с этим следует разработать способ управления пограничным слоем с целью предотвращения пленочного кипения. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...