Переход от пузырькового кипения тепловым

Переход от пузырькового кипения к пленочному сопровождается резким увеличением температуры поверхности нагрева и уменьшением теплового потока и может привести к аварии. Поэтому для получения высокой интенсивности теплообмена в эксплуатации желательно реализовать температурные напоры несколько меньше критических, но близкие к ним. [c.408]

Следует заметить, что величины критической тепловой нагрузки, при переходе от пузырькового кипения к пленочному <7 р, и при обратном переходе <7кр, получаются различными. Величина значительно больше, чем <7кр,- В дальнейшем рассматривается только критическая тепловая нагрузка, соответствующая переходу от пузырькового кипения к пленочному. [c.408]

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]

Изменение механизма теплоотдачи при переходе от пузырькового кипения к пленочному или от пленочного к пузырьковому называют кризисами кипения, а параметры, им соответствующие, — критическими. Максимальная плотность теплового потока в точке А называется первой критической плотностью теплового потока q pi, а минимальная плотность теплового потока при пленочном режиме кипения, соответствую- [c.147]

С увеличением q (или М ) число действующих центров парообразования непрерывно увеличивается и, наконец, их становится так много, что образующиеся пузырьки пара сливаются в один сплошной паровой слой — пленку. Эта пленка ввиду относительно малой теплопровод[юсти пара изолирует поверхность нагрева от жидкости, и в связи с этим коэффициент теплоотдачи резко (в 20...30 раз) уменьшается, а температура Д ст значительно возрастает. Такой режим кипения жидкости называется пленочным. Переходу от пузырькового кипения жидкости к пленочному соответствует. так называемая критическая поверхностная плотность теплового потока <7 . [c.360]

При независимом задании температуры поверхности (например, обогрев конденсирующимся паром) переход от пузырькового кипения к пленочному протекает несколько иначе. По достижении максимума теплоотдачи (точка А на рис. 7-6 и рис. 7-И, где те же данные перестроены в виде зависимости а от ДГ) дальнейшее увеличение температурного напора приводит к постепенному снижению коэффициента теплоотдачи (и соответственно плотности теплового потока). Установлению пленочного кипения соответствует точка Г. При дальнейшем увеличении температуры стенки интенсивность теплоотдачи начинает возрастать. [c.197]

Переход от пузырькового кипения к пленочному определяется, как было сказано, критической тепловой нагрузкой q p. С рос- [c.173]

Переход от пузырькового кипения к пленочному происходит при определенном тепловом потоке, называемом первой критической нагрузкой. Тепловой поток, при котором пленочное кипение переходит в пузырьковое, называется второй критической нагрузкой. [c.196]

Критическая тепловая нагрузка, соответствующая переходу от пузырькового кипения к пленочному, вызывает ухудшение теплообмена в вертикальных и горизонтальных трубах с повышением температуры стенки до 300—400° С по всему периметру трубы. Эта нагрузка определяется по формуле [c.106]

При кипении в трубах перегрев стенок при роста тепловой нагрузки может происходить как вследствие обычного перехода от пузырькового кипения к пленочному, так и вследствие высыхания [c.183]

При некотором значении теплового потока достигается максимум, который связан с переходом от пузырькового кипения к пленочному. Этот переход может происходить двумя путями в зави- [c.105]

Рис. 4.5 иллюстрирует механизм перехода от пузырькового кипения к пленочному при различных условиях теплообмена. Первый механизм — это переход в режиме, определяемом тепловым потоком, а второй — в режиме, определяемом температурой стенки. [c.107]

При этом критический температурный напор А/кр, = (25 — 35)°С. Повышение температурного напора выше А/кр, приводит к переходу от пузырькового кипения к пленочному. Теплообмен при этом резко падает. Минимальное значение тепловой нагрузки при пленочном кипении называется второй критической плотностью теплового потока дкр . Для воды при атмосферном давлении пленочное кипение наступает при А крг = с — 5 = 150° С, т. е. при температуре поверхности нагрева, равной 250° С. [c.74]

Пленочное кипение наблюдается в стационарном режиме при тепловых нагрузках, как превышающих, так и существенно более низких, чем тепловой поток в точке D. При снижении q этот режим сохраняется до тех пор, пока температура обогреваемой поверхности, в общем случае подверженная колебаниям при колебаниях толщины паровой пленки, не снизится до температуры предельного перегрева жидкости. Если такое снижение происходит, то паровая пленка быстро разрушается и наступает возврат к режиму пузырькового кипения (переход EF). Этот переход также происходит достаточно быстро (скорость его зависит главным образом от теплоемкости опытного образца, служащего поверхностью кипения), так что переход от пленочного кипения к пузырьковому тоже называют кризисом, но уже пленочного кипения. Соответствующий этому кризису тепловой поток называют вторым критическим , или минимальным тепловым потоком пленочного кипения [c.346]

На рис. 10.20 показана зависимость коэффициента теплоотдачи при кипении от плотности теплового потока. Кривая ОА соответствует режиму пузырькового кипения, кривая Г —режиму пленочного кипения. Точка А определяет критические параметры. Если тепловая нагрузка -превышает критическую, наблюдается резкий переход от пузырькового режима кипения к пленочному, причем теплоотдача резко уменьшается (линия АВ). Однако возврат к режиму пузырькового кипения происходит при значительно меньших тепловых нагрузках (точка Б и линия БД), т. е. опыты обнаруживают гистерезис при переходе от пленочного кипения к пузырьковому. [c.172]

Исследование механизма процесса кипения жидкостей показало, что ухудшение теплообмена при кипении связано с переходом от пузырькового процесса кипения к пленочному. У жидкостей, смачивающих поверхность нагрева, при небольших тепловых нагрузках наблюдается пузырьковое кипение, когда на поверхности теплообмена возникают пузырьки пара, которые увеличиваются до определенного размера и отрываются от поверхности, поднимаясь к зеркалу испарения или уходя в ядро потока жидкости. В таком процессе большая часть поверхности омывается жидкостью. Экспериментальные данные по кипению в большом объеме аппроксимируются зависимостью [c.104]

Переход от пузырькового режима кипения к пленочному характеризуется резким (в 30—50 раз) снижением коэффициента теплоотдачи при тепловой нагрузке, называемой, критической. [c.104]

Переход от пленочного кипения к пузырьковому происходит при тепловом потоке меньшем, чем тепловой поток, при котором пузырьковое кипение сменяется пленочным. Схематически связи между тепловым потоком q, температурным напором At и коэффициентом теплоотдачи а при кипении показаны на рис, 12-1 и 12 2. [c.173]

По этой причине переход от пузырькового режима кипения к пленочному, при неизменной плотности теплового потока, сопровождается резким возрастанием температуры поверхности нагрева. [c.91]

Переход от пузырьковего кипения к пленочному (и наоборот) имеет большое практическое значение при выборе оптимальных температурных режимов работы теплообменных аппаратов. Значения температурного напора, удельной тепловой нагрузки, коэффициента теплоотдачи, соответствующие моменту перехода пузырькового режима кипения в пленочный и обратно, называют критическими. [c.172]

Изменение механизма (закономерностей) теплоотдачи в начале перехода от пузырькового кипения к пленочному или от пленочного к пузырьковому называется кризисом теплоотдачи при кипении. Максимально возможная плотность теплового потока при пузырьковом кипении называется первой критической плотностью теплового потока <7kpi (рис. 10.20). Если тепловой поток имеет плотность, превышающую значение первой критической, то чистая форма пузырькового кипения невозможна. Минимально возможная (при данных условиях) плотность теплового потока при пленочном кипении называется второй критической плотностью теплового потока Когда плотность теплового потока меньше второй критической, чистая форма пленочного кипения невозможна. [c.172]

В предыдущих главах второй части книги были подробно рассмотрены особенности механизма переноса при пузырьковом и пленочном режимах жипения. В первом случае наблюдается очень высокая интенсивность теплообмена и чем больше плотность теплового потока, тем выше коэффициент теплоотдачи. Однако при достижении некоторого предельного в данных условиях значения q пузырьковый режим кипения переходит в пленочный. При этом жидкость оттесняется от теплоотдающей поверхности пленкой пара, поэтому переход от пузырькового кипения к пленочному сопровождается резким снижением интенсивности теплообмена и соответственно скачкообразным повышением температуры греющей стенки. [c.269]

По существу, оба рассмотренных подхода к объяснению механизма перехода от пузырькового кипения к пленочному не противоречат друг другу в обоих случаях кризис теплообмена наступает вследствие прекращения доступа жидкости из основного объема к теплоотдающей поверхности. С.тедует, однако, отметить, что пока только гидродинамическая теория кризиса теплообмена при кипении дала возможность получить- теоретическим путем выражение для расчета плотности критического теплового потока <7крь [c.270]

Важным этапом в деле изучения теплоотдачи при кипении является разработка полуэмпирической теории определения критической тепловой нагрузки, фиксирующей переход от пузырькового кипения к пленочному. Эта теория, получившая название гидродинамической теории кризиса кипения, была предложена С. С. Ку-тателадзе [22, 24] и развивалась в дальнейшем рядом исследователей. Теория основывается на представлении, что перерождение режима вызывается гидродинамической перестройкой первоначального двухфазного граничного слоя вследствие нарушения его устойчивости, которое наступает при достижении скоростью парообразования определенного критического значения. Для кипения в большом объеме полностью догретой жидкости было получено, что некоторый безразмерный комплекс К должен в кризисном состоянии получать постоянное значение. Это значение было затем найдено путем обработки экспериментальных данных. [c.178]

Большую роль в формировании явлений, происходящ,их при кипении жидкости возле горячей стенки, играют гидродинамические факторы. Но гидродинамическая обстановка сама зависит от особенностей преобразования у стенки, от ее температуры, условий смачивания и др. Например, в области смешанного режима кипения с ростом температуры стенки удельный тепловой поток, а с ним и мош,ность парообразования уменьшается, тогда как черты гидродинамического кризиса (переход от пузырькового кипения к пленочному) усиливаются. [c.64]

Таким образом, имеет место определенный гистерезис в тепловых и гидродинамических явлениях, связанных с переходом от одного режима кипения к другому. Приходится говорить о двух критических плотностях теплового потока первой qfRp,. при которой происходит переход от пузырькового кипения к пленочному, и второй 7кр2, при которой происходит разрушение сплошного парового слоя и восстановление пузырькового режима кипения. В области значений плотности теплового потока, лежапщх между величинами кр. и <7кр, (т. е. между точками А и Б, фиг. 17—1), возможно устойчивое существование обоих режимов кипения или даже их длительное совместное сосуществование на разных частях одной и той же поверхности нагрева. [c.389]

Босвирт [186] рассмотрел переход от пузырькового кипения к пленочному как проявление тепловой неустойчивости. Принята следующая модель. В случайные моменты времени отдельные небольшие участки греющей поверхности могут оказаться отделенными от жидкости прослойкой пара. Температура стенки в этом месте начинает расти из-за ухудшения теплоотдачи. Затем жидкость (имеющая температуру опять приходит в соприкосновение со стенкой. Дальнейшее зависит от того, насколько успела вырасти температура открытого участка. Если этот рост оказался небольшим, то локальный дополнительный перегрев стенки быстро исчезнет. Но при достаточно высокой температуре жидкость немедленно испарится и вновь отойдет от стенки. Температура в этом месте повысится [c.184]

Плавный переход от пузырькового кипения к пленочному происходит, когда тепловой лоток создается в результате конденсадии пара или путем конвекции от высокотемшературнык жидкостей. Поскольку эти процессы являются саморегулирующимися, на части поверхности нагрева будет происходить пленочное кипение, а на другой части — пузырьковое кипение. Размеры площадей по- [c.106]

Чкр1 - переход от пузырькового кипения к пленочному (максимальная плотность теплового потока) [c.517]

Обратный переход от пленочного кипения к пузырьковому совершается при существенно меньших значениях плотности теплового потока <7кр2 (гистерезис на кривой кипения). [c.61]

Трудность осуществления пленочного режима кипения при электрическом обогреве состоит в резком повышении температуры поверхности при переходе от пузырькового к пленочному, что вызывает пережог рабочего элемента, если для его изготовления не применяются специальньк тугоплавкие материалы. После осуществления указап 1ых режимов кипения тем или иным способом опыты прэ водятся в обратном направлении. Для этого производится постепенное снижение теплового потока до тех поз, пока не произойдет переход пленочного режима кипения в пузырьковый. При этом измерения ведутся теми же методами и средствами, какие применяются для исследования других режимов кипения. Трудности осуществления пленочного режима кипения иногда удаегся до некоторой степени обойти, как это сделано, например, в последованиях, описанных в [Л. 6-6, 6-27]. В них для получения пленочного режима применяются относительно невысокие значения тепловых потоков н температур стенки и, кроме того, не требуется проходить первый кризис кипения. Чтобы избежать [c.312]

На некоторых поверхностях, относительно обедненных центрами парообразования, удалось обнаружить явление затягиваппя перехода от пузырькового режима кипения к пленочному. Результаты одного из таких опытов показаны на рис. 7-9. Зона нормальных критических тепловых потоков для данных условий совпадает с выходом на плато функции а( ). Как видно, по сравнению с обычными условиями удалось затянуть переход к развитому пленочному кипению почти в 2 раза по плотности теплового потока. Поверхность нагрева в режиме затянутого пузырькового кипения была окутана сплошной пеленой пара. Тем не менее, высокий уровень интенсивности теплоотдачи свидетельствует о достаточно хорошем орошении поверхности нагрева, 13 19S [c.195]

Как уже отмечалось (см. гл. 6), переход от пленочного кипения к пузырьковому происходит при плотности критического теплового потока (7кр2, значение которой существенно меньше с/крь Когда q значительно больше (/крг, паровой слой, отделяющий кипящую жид- [c.280]

Переход от пузырькового к пленочному режиму кипения носит черты кризисного явления, так как в момент смены режимов кипения наблюдаются внезапное резкое снижение интенсивности теплоотдачи и соответствующее увеличение температуры теплоотдающей поверхности (рис. 13-4). Повышение температуры поверхности в ряде случаев так велико, что 1 ризис кипения сопровождается разрушением (расплавлением или пережогом) поверхности теплообмена. После макс даже при малом увеличении тепловой нагрузки слой паровых пузырей превращается в сплошную паровую пленку, которая оттесняет жидкость от поверхности теплообмена. В результате этого происходит коренное изменение механизма теплообмена, т. е. возникает кризис. [c.322]

Итак, в условиях фиксированного потока тепла q, подводи-могб к поверхности нагрева, оба перехода от пузырькового к пленочному и обратно носят кризисный характер. Они происходят при тепловых потоках pi и нра соответственно. В этих условиях переходный режим кипения стационарно существовать не может, он является неустойчивым. [c.107]

Теплоотвод к охлаждаемой воде. Возможны три режима теплообмена на охлаждаемой водой поверхности конвективный теплообмен, пузырьковое или пленочное кипение. В первом случае перенос тепла между охлаждаемой поверхностью и водой осуществляется одновременно конвекцией и теплопроводностью. С увеличением тепловой нагрузки конвективный теплообмен переходит в пузырьковое кипение. Вода у охлаждаемой поверхности нагревается до температуры кипения, однако пар сразу же конденсируется в ядре потока, температура которого ниже температуры насыщения. При дальнейщем увеличении тепловой нагрузки пузырьки пара скапливаются на охлаждаемой поверхности в виде пузырькового слоя. Когда пузырьковый слой становится чрезмерно толстым, он мешает проникновению воды к горячей поверхности и возникает режим пленочного кипения. Охлаждаемая поверхность отделяется от жидкости сплошной пленкой пара, что вызывает быстрый рост температуры поверхности. Тепловые нагрузки, соответствующие наступлению пленочного режима охлаждения, называют критическими. [c.41]

ДЛЯ оценки переходов от одного режима течения к другому в условиях, когда тепловые потоки небольшие, а участок развитой структуры потока имеет достаточную длину. Однако эти оценки подходят только для таких переходов между различными режимами, которые соответствуют равновесному паросодержанию. Нанример, переход от пузырькового течения к снарядному в основном зависит от паровых полостей, существующих при кипении недогретой жидкости. [c.50]

Переход от пузырькового режима течения к эмульсионному режиму обусловлен, по-видимому, турбулизирующим действием паровых пузырей. Уоллис [20] сообщил о результатах опытов с имитацией процесса кипения путем вдува воздуха через пористую стенку трубы, по которой протекал водяной поток. Он обнаружил, что в области более чем десятикратного изменения расхода воды требуется. лишь двухкратное изменение расхода газа, необходимое для того, чтобы произошел переход от пузырькового к эмульсионному или дисперсно-кольцевому течению. Применительно к настоящим опытам с кипящей водой этот результат равноценен утверждению о том, что переход от пузырькового режима течения к другим режимам должен происходить при постоянном тепловом потоке. Однако из фиг. 7 и 8 видно, что этот переход происходит приблизительно при постоянном паросодержании, несмотря на то что тепловые потоки изменяются в 4 раза. Одной из возможных причин этого несоответствия является тот факт, что тепловые потоки в описываемых опытах могли быть слишком малы, чтобы вызвать существенное увеличение скорости движения пара. Можно ожидать, что паросодержапие является параметром, определяющим режим течения при заданном удельном массовом расходе. В любом случае этот переход не имеет большого значения, так как характеристики двух сопредельных режимов течения почти одинаковы. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...