Кипение пленочное свободной конвекции

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]

Выше указывалось (рис. 13-20, 13-21), что характер распределения скорости и температуры в пограничном слое при кипении является сходным с соответствующими профилями в пограничном слое при свободной конвекции однофазной жидкости. Поэтому теплоотдачу при пленочном кипении можно представить формой зависимости, которая применяется при конвекции однофазной жидкости. При турбулентном движении паровой пленки средняя теплоотдача описывается зависимостью [Л. 99] [c.321]

При пленочном кипении на поверхности вертикальных труб и пластин течение пара в пленке обычно имеет турбулентный (вихревой) характер. Поверхность пленки испытывает волновые колебания, толщина пленки растет в направлении движения пара. Опыты показывают, что теплоотдача практически не зависит от высоты поверхности нагрева, а следовательно, и от расхода пара в пленке. В целом процесс оказывается во многом аналогичным свободной конвекции однофазной жидкости около вертикальных поверхностей. В данном случае подъемная сила, определяющая движение пара в пленке, определяется разностью плотностей жидкости и пара g (р —р ). Расчет теплоотдачи в этом случае может проводиться по формуле [53 ] [c.135]

Для начала кипения необходимо несколько перегреть теплоноситель относительно температуры насыщения. Этот перегрев определяется давлением, температурой недогрева теплоносителя, скоростью среды, материалом и характером поверхности, смачиваемостью и т. п. Кипение принято подразделять на пузырьковое и пленочное. Процессы кипения подразделяют также по типу конвекции и выделяют кипение при свободной, вынужденной, смешанной конвекции. Термины развитое и неразвитое относят к процессам пузырькового кипения. Когда пузырьковое кипение и чистая конвекция попеременно сменяют друг друга, процесс теплообмена становится неустойчивым. [c.139]

В. М. Б о р и ш а н с к и й, Механизм истечения пара при пленочном кипении на вертикальной поверхности нагрева в условиях свободной конвекции, Информ. научно-технич. бюллетень Ленинградского Политехнического института, 1960, № 2. [c.138]

Формула (10. 14) представляет собой следствие гипотезы о гидродинамической природе изменения режима кипения. Правильность последней может быть проверена путем непосредственного сопоставления формулы (10. 14) с результатами имеющихся многочисленных экспериментальных определений величин критических плотностей теплового потока, при которых (в условиях свободной конвекции) пузырьковый режим кипения сравнительно маловязких жидкостей сменяется пленочным кипением. [c.110]

Современные исследования кризисного перехода от пузырчатого кипения к пленочному и определения тепловых нагрузок в момент кризиса показывают [1, 2, 6], что имеются три области, в которых возникновение кризиса проявляется различным образом область кипения в условиях свободной конвекции область принудительного течения жидкости в трубах и каналах различной формы при значительных недогревах до температуры насыщения Л >20°С область принудительного течения жидкости при недогревах, близких к нулю, или при положительных паросодержаниях, т. е. при течении пароводяной смеси. [c.100]

При достаточно глубоком вакууме пузырьковое кипение на гладких поверхностях вообще не возникает и за режимом свободной конвекции жидкости непосредственно возникает пленочное кипение. [c.396]

Кипение возникает тогда, когда температура поверхности стенки ставится больше температуры насыщения жидкости при соответственном давлении. Интенсивность процесса кипения, которая характеризуется коэффициентом теплоотдачи а или удельным тепловым потоком (тепловой нагрузкой) q, зависит от температурного напора М = te — t и давления р. Характер этой зависимости при р = 1 ama показан на фиг, 21. На графике можно выделить три зоны, В первой зоне при малых температурных напорах (до Д/ = 4,5 4- 5°) коэффициенты теплоотдачи а и соответственно тепловые потоки q невелики, процесс теплоотдачи определяется условиями свободной конвекции однофазной жидкости (конвективный режим кипения). Во второй зоне для температурных напоров (до Д/ = 25°) коэффициенты теплоотдачи а и тепловые потоки q резко возрастают. Эта зона называется режимом пузырчатого (ядерного) кипения. С дальнейшим увеличением температурного напора Д/ процесс переходит в третью зону — режим пленочного кипения, когда теплоотдающая поверхность покрывается сплошной паровой пленкой. Из-за большого термического сопротивления паровой пленки значения коэффициента теплоотдачи а и теплового потока q резко падают. Значения тепловой нагрузки, коэффициента теплоотдачи и температурного напора, соответствующие переходу пузырчатого кипения в пленочное (кризис кипения), называются критическими и обозначаются соответственно a pi и Д/ рх- [c.62]

Определить коэффициент теплоотдачи, тепловую нагрузку и тепловой поток при пленочном режиме кипения ртути на поверхности горизонтальной стальной трубы, погруженной в ртуть диаметр трубы 14/20 мм, а длина 0,3 м кипение происходит под атмосферным давлением в условиях свободной конвекции. Разность температур между поверхностью трубы и температурой насыщенного пара А/=50° С. [c.211]

При пленочном кипении в условиях вынужденного течения и на вертикальных поверхностях в условиях свободной конвекции поверхность раздела фаз почти всегда неустойчива. Неустойчива она и на горизонтальной поверхности в большом объеме, если жидкая фаза не спокойна (интенсивное перемешивание вследствие бурного парообразования, свободная конвекция и т. п.). Поэтому гидродинамически возможность контакта капель и гребней волн со стенкой обеспечена даже при достаточно толстой пленке пара, когда температура стенки может значительно превышать температуру предельного перегрева жидкости Г р. [c.290]

Для возникновения кризиса пленочного кипения необходимо выполнение по крайней мере двух условий для контактов жидкости со стенкой гидродинамического и термодинамического. При пленочном кипении в условиях вынужденного течения и на вертикальных и гори.зонтальных поверхностях в условиях свободной конвекции гидродинамическая возможность контакта гребней волн и капель со стенкой обеспечена даже при температуре стенки, значительно превышающей температуру предельного перегрева жидкости Тцр. [c.263]

На рис. 14.9, б показана установленная опытом зависимость дна от температурного напора А/для случая кипения воды в большом объеме при атмосферном давлении. В области между точками А н В, соответствующей А/ 5 °С и д = 5600 Вт/м , значение коэффициента теплоотдачи невелико и определяется условиями свободной конвекции однофазной жидкости. При дальнейшем повышении А/ плотность теплового потока быстро возрастает и при = 25 °С доходит до своего критического значения (7j,p T = 1,45 10 Вт/м (точка D). В этой области (между точками В и С) вследствие роста и движения пузырьков пара коэффициент теплоотдачи а также резко увеличивается и доходит до своего максимального значения 5,85 10 Вт/ (м К) у точки С, в которой при дальнейшем повышении А/ происходит изменение режима кипения. Пузырьковая форма парообразования (называемая также ядерной или ячейковой) переходит в пленочную, значение а резко падает, поскольку образовавшаяся пленка пара отделяет жидкость от нагретой стенки. [c.254]

Новое стационарное состояние (точка D на рис. 8.3) устанавливается в режиме пленочного кипения, а сам процесс перехода от пузырькового кипения к пленочному называют кризисом кипения. В пленочном режиме температура стенки превышает температуру спинодали, что исключает возможность прямого контакта его с жидкостью тепло передается к межфазной поверхности через паровую пленку путем теплопроводности и однофазной конвекции в паре, а также излучением. Паровая пленка гидродинамически неустойчива (по Тейлору), на ее поверхности периодически формируются и затем всплывают к свободному уровню жидкости паровые пузырьки (рис. 8.3, д). Коэффициенты теплоотдачи при пленочном [c.345]

В зависимости от плотности теплового потока и ряда других факторов на поверхности нагрева образуются или отдельные паровые пузыри, или сплошной слой пленки пара, и кипение называется пузырьковым или пленочным. Кроме того, кипение различается по типу конвекции (кипение при свободной конвекции в большом объеме и кипение при в-ынужденной конвекции) и по отношению средней температуры жидкости Т к температуре насыщения (кипение жидкости недогретой до температуры насыщения, — поверхностное кипение при Т < и кипение жидкости, догретой до температуры насыщения при Т Ts). [c.61]

Кипение есть процесс образования пара вследствие превращения жидкой фазы в газообразную при подводе тепла или изменении давления. На практике встречаются различные виды кипения, из которых наиболее распространенными являются пузырьковое кипение и пленочное кипение. Они подразделяютея на кипение при свободной конвекции, называемое таюке кипением в большом объеме, и кипение при вынужденной конвекции, а эти виды кипения в свою очередь подразделяются в зависимости от того, происходит ли ипение в условиях насыщения или недогрева. [c.102]

Режимы кипения. Различают по крайней мере три режима кипения жидкости в большом объеме естественная или свободная конвекция пузырчатое кипение пленочнбе кипение (при этом между пузырчатым и устойчивым пленочным кипением имеется переходный режим). [c.468]

На рис. 2 нанесены экспериментальные кривые < =/ ( ) и Аг=/ (д), отображающие температурный режим парогенерирующей поверхности в условиях реализации пузырькового и пленочного кипения. Линия АБВГДЕ характеризует температурный режим при переходе на пленочное кипение в условиях термического кризиса (wl < и эо). Эта линия соответствует опытным данным, полученным при кипении в условиях независимого задания температуры парогенерирующей поверхности (f =var). Переход на пленочное кипение в условиях гидродинамического кризиса (д р) характеризуется отрезком на абсциссе, ограниченным слева линией БГ, справа — линией КД. Левая граница соответствует началу области тепловых нагрузок, при которых w l > что приводит к нарушению устойчивой подпитки жидкостью кипящего пристенного слоя. Правая граница области характеризует так называемый затянутый кризис [12,] когда в условиях свободной конвекции специально принятыми мерами по регулированию скорости наращивания тепловой нагрузки после точки Б удается [c.46]

Движение границ раздала йаа. Исследование движения границы раздела фаз проведено при пленочном кипении фреона-ПЗ на трубках, изготовленных из стали Ш8Н9Т, диаметром 2 и 3 мм без покрытия и с малотеплопроводньш покрытием при атмосферном давлении в условиях свободной конвекции. В качества малотеплопроводного покрытия использована пленка клея ВС-ЮТ (А 0,29 вт/м°С). Данные по колебаниям границы раздела фаз получены в диапазонах изменения плотностей тепловых потоков от 19.10 до 63.10 вт/м и температурных напоров от 105 до 580°С. Измерения показали, что толщина паровой пленки [c.237]

В случае, когда к поверхности нагрева подводится фиксированный тепловой поток q (электрический обогрев, обогрев за счет теплоты, выделяющейся в результате ядерных превращений), характер зависимостей АТ(д) и а( ) изменяется (рис. 3.18, б). Если постепенно увеличивать q от ну.тевого значения, то вначале процесс развивается точно так же, как и при задании температуры стенки — при q свободной конвекции, на смену которому при Я > йа.к (АТ > А приходит пузырьковый режим кипения. Однако как только значение q хотя бы немного превысит значение q , пузырьковый режим кипения сразу же сменяется пленочным. Этот переход, условно изображенный на рис. 3.18,6 штриховой линией, носит кризисный характер — из-за резкого ухудшения теплоотдачи и большого значения q температура стенки очень быстро повышается, что в реальных теплообменных устройствах может вызвать разрушение поверхности нагрева. Если после установления стационарного состояния при q = снижать тепловой поток, то пленочный режим сохраняется до значения кр2, а затем происходит обратный переход к пузырьковому режиму, тоже носящий кризисный характер (см. рис. 3.18,6). Таким образом, при задании q полностью исключается переходный режим кипения. [c.233]

При пленочном режиме кипения поверхность раздела фаз, а следовательно, и свободная энергия двухфазного граничного слоя меньше, чем при пузырьковом кипении. Поэтому, если скорость парообразования достаточна для равномерного питания уже возникшего сплошного парового слоя, последний более устойчив, чем двухфазный слой при пузырьковом кипении. След0)вательн0, при кипении в условиях свободной конвекции [c.439]

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]

Теплоотдача при пленочном кипении в условиях свободной и вынужденной конвекции жидкости. Рассмотрим процесс теплоотдачи при пленочном кипении жидкости на вертикальной пластине для услсви11 ламинарного течения пленки пара. [c.269]

Следует иметь в виду, что интенсивность теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении сильно зависит от материала поверхности нагрева, ее обработки и длительности работы. Так, на поверхности нагрева, обедненной центрами парообразования за счет подбора материала и его обработкх , пленочное кипение может возникнуть после перехода В G" непосредственно от режима свободной однофазной конвекции (которому соответствует линия АВВ ), минуя пузырьковы режим. [c.257]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...