Переход от пузырькового кипения потоком

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]

В дисперсно-кольцевом режиме течения двухфазной смеси жидкая пленка на стенке может стать столь тонкой, что в ней невозможно достичь перегрева жидкости на стенке, необходимого для образования паровых пузырьков. В этом случае кипение сменяется режимом испарения с поверхности пленки. К сожалению, непреодоленные сложности моделирования дисперсно-кольцевых течений при наличии уноса и осаждения жидких капель не позволяют сегодня с достаточной уверенностью предсказать границу перехода от пузырькового кипения к режиму испарения пленки. В качестве приближенной оценки этой границы и, следовательно, применимости формул (8.18) и (8.19) можно принять условие ф < 0,75. При этом истинное объемное паросодержание ф рассчитывается по рекомендациям гл. 7 для адиабатных двухфазных потоков. [c.359]

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

Оценивая средний коэффициент теплоотдачи, необходимо учитывать сложные процессы тепло- и массообмена от пара к воде и обратно. Ограничивая рассмотрение лишь капельно-взвешенным режимом течения смешанного пароводяного потока, можно представить примерно следующую картину. Перегретый пар из окружающего каплю объема конденсируется на ее относительно холодной поверхности. Теплота конденсации передается наружным слоям капли, которые перегреваются и испаряются. Затем на поверхности капли уменьшенного объема снова происходит конденсация пара и так далее, пока вся капля полностью не испарится. С течением времени окружающий каплю объем пара охлаждается за счет испарения воды, оставаясь перегретым и температурный напор между каплей воды и паром уменьшается, а вместе с тем изменяется коэффициент теплоотдачи. Так как капли неодинаковы по размеру, неравномерно распределены в объеме пара, то и коэффициент теплоотдачи по отношению к различным каплям неодинаков. Поэтому можно говорить только о средней величине коэффициента теплоотдачи. Из теории теплоотдачи известно, что на границе перехода от пузырькового кипения воды к пленочному при температурном перепаде около 30 °С и атмосферном давлении коэффициент теплоотдачи равен примерно 1,5-10 ккал/(м -ч-°С) 16,27-10 кДж/(м -ч-°С)]. Условия кипения капель воды в ОП РОУ, конечно, не идентичны тем, при которых получен указанный а, но, вероятно, приближаются к ним. Поэтому в уравнении [c.182]

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]

Другой интересной особенностью, связанной с теплопередачей в потоке жидкого гелия при вынужденной конвекции, является то, что переход от пузырькового кипения к пленочному происходит при относительно высоких значениях паросодержания (примерно [c.295]

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 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]

При заданном тепловом потоке (электрический обогрев, химическая реакция и т. п.) переход от пузырькового режима кипения к пленочному выражается в виде скачкообразного падения величины коэффициента теплоотдачи, при неизменной плотности теплового потока. После образования парового слоя а оказывается в 20—30 раз меньше, чем при пузырьковом кипении. [c.92]

Приходится говорить о двух критических плотностях теплового потока — первой, при которой происходит переход от пузырькового режима кипения к пленочному режиму, и второй, при которой происходит разрушение парового слоя. [c.92]

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]

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]

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]

Особый интерес представляет точка перехода от пузырькового кипения к испарению при вынужденной конвекции. Последний механизм, являясь по природе конвективным, зависит от скорости или массового расхода жидкости, тогда как пузырьковое кипение иочти не зависит от скорости. Если отношение коэффициента теплоотдачи в двухфазном потоке йгф к коэффициенту теплоотдачи в однофазном потоке жидкости при том же расходе в канале того же размера Л, построить в зависимости от параметра [c.113]

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]

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]

При кипении жидкости в прямоточном парогенераторе паро-содержание рабочего тела постепенно увеличивается от нуля до единицы (по ходу движения потока). При этом увеличивается также скорость парожидкостной смеси и изменяется структура двухфазного потока, последовательно переходя от пузырькового течения к пробковому, а затем к кольцевому, дисперсно-кольцевому и чисто дисперсному режиму движения потока. [c.262]

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]

Для нагрева рабочего участка при отсутствии в нем расхода использовались охранные нагреватели и основной источник тока. Когда температура во всех точках рабочего участка становилась выше температуры, необходимой для существования пленочного кипения (около 260"), через вторичную петлю, состоящую из циркуляционной системы и участка визуального наблюдения за процессом, пропускался поток жидкости. Затем устанавливались пара-лгетры течения, близкие к значениям, необходимым для проведения исследования. После этого ири быстром открытии клапанов на обоих концах обогреваемой трубы в нее подавался поток жидкости. Последующее регулирование параметров течения можно было производить медленно. Если уровень температуры на рабочем участке был слишком низок или подводимая к участку мощность недостаточна, то в области существования пленочного кипения жидкости нельзя было работать. В этом случае температура стенки трубы на ее входном конце быстро снижалась, пока не достигала уровня, соответствующего пузырьковому кипению жидкости. После этого область охлаждения трубы постепенно распространялась и на всей трубе устанавливался пузырьковый режим кипения. Изредка это явление возникало на выходном конце трубы и участки охлаждения нарастали со стороны обоих концов трубы. Наблюдения, проведенные при работе со стскляшюй трубой, подтвердили, что в этом случае имел место переход от пленочного кипения к пузырьковому и существовала четко различимая граница раздела между двумя зонами кипения, двигавшаяся вниз по потоку. [c.284]

Для двухфазного потока в вертикальных трубах может иметь место режим ухудшенного теплообмена, начиная с некоторого граничного значения паросодержания Хгр и до х=1. Это объясняется переходом от пузырькового режима кипения к пленоч- [c.490]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...