Пузырек паровой

Из анализа диаграммы равновесных состояний пар — вода следует, что при разрежении (р С ро) паровой пузырек должен неограниченно расти, а при сжатии Ре>Ро) — смыкаться до исчезновения. [c.287]

При выпуклой поверхности жидкости испарение, наоборот, будет облегчено из-за уменьшения числа молекул, притяжение которых надо преодолеть вследствие этого давление насыщенного пара над выпуклой поверхностью жидкости, например, над каплей, будет больше, чем над плоской поверхностью. Когда температура жидкости достигает температуры кипения и давление насыщенного пара над поверхностью жидкости в сосуде (которая из-за сравнительно больших размеров сосуда не отличается сколько-нибудь заметно от плоской) становится равным внешнему давлению, давление насыщенного пара внутри паровых пузырьков в жидкости всегда меньше, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью, будет ниже внешнего давления, и поэтому такой паровой пузырек, если он каким-либо образом и возник внутри жидкости, будет раздавлен превосходящим внешним давлением. [c.224]

Для возможности образования и существования в жидкости парового пузырька необходимо, чтобы давление насыщенного пара р внутри пузырька стало равным общему давлению на пузырек, которое складывается из 1) внешнего давления р на жидкость 2) капиллярного давления ра, обусловленного действием сил поверхностного натяжения на границе парового пузырька с жидкостью и равного, как было показано в 4.6, для сферического пузырька 2о/а 3) гидростатического давления hpg, которым мы вследствие малости глубины /г в дальнейшем пренебрегаем [c.224]

В случае, когда в жидкости находится сферический паровой пузырек радиуса а, условия равновесия парового пузырька с жидкой фазой приводятся, как нетрудно показать, к виду [c.226]

Равным образом в жидкой фазе паровой пузырек радиусом, меньшим, чем будет неустойчив, тогда как по отношению к паровому пузырьку радиуса, большего, чем неустойчивой будет сама жидкость. [c.233]

Система из паровой фазы и жидкой капельки размером аУр или из жидкой фазы и парового пузырька радиусом а р является метастабильной неустойчивость состояния проявляется сразу же, как только в системе возникает жидкая капелька (соответственно паровой пузырек) размера больше критического. [c.233]

Поэтому для того, чтобы в жидкости, находящейся под постоянным давлением р, образовался зародышевый паровой пузырек, жидкость должна быть перегрета по сравнению с температурой кипения Д при данном давлении на величину [c.464]

Образовавшийся на поверхности нагрева зародышевый паровой пузырек находится в слое перегретой жидкости, покрывающей поверхность нагрева, и вследствие этого растет достаточно быстро. На первой стадии рост парового [c.464]

Процесс роста парового пузырька описывается уравнением движения жидкости, уравнениями неразрывности и переноса теплоты. Пусть в бесконечно большом объеме жидкости находится один единственный паровой пузырек радиуса а, так что область г а занята жидкостью, а область г <С а — паром. [c.465]

Константа определяется из условий на поверхности раздела паровой пузырек—жидкость так как на поверхности раздела происходит испарение жидкости, то [c.465]

Кроме того, на поверхности раздела паровой пузырек—жидкость должно выполняться уравнение теплового баланса [c.465]

Радиус парового пузырька на изотермической стадии роста определяется из уравнений движения и неразрывности. С помощью этих уравнений, в частности, может быть вычислено время, в течение которого паровой пузырек, возникший в результате внезапного уменьшения избыточного давления жидкости на величину Ар — р" — р, достигнет радиуса а, или, что эквивалентно, [c.465]

Скорость роста парового пузырька на изобарической стадии может быть найдена из решения уравнений движения и переноса теплоты. Ввиду сложности точного решения этих уравнений ограничимся приближенным решением, основывающимся на следующих соображениях. Паровой пузырек на [c.466]

Чтобы найти значение А, воспользуемся уравнением теплового баланса и уравнением теплообмена на поверхности раздела паровой пузырек— жидкость . Если движение жидкости около пузырька ламинарное, то для теплообмена между жидкостью и паровым пузырьком можно применить уравнение (12.11) для теплопередачи при внешнем ламинарном обтекании пластины в случае Рг 1 (то обстоятельство, что поверхность парового пузырька на самом деле сферическая, а не плоская, приведет лишь к изменению числового коэффициента в правой части этого уравнения). [c.467]

Уравнение (12.63) определяет предельное значение радиуса а парового пузырька на границе устойчивости движения. Таким образом, паровой пузырек, а равным образом и паровая пленка будут устойчивы, если их размер (т. е. диаметр парового пузырька или толщина паровой пленки) не превышает некоторой критической величины. [c.474]

К определению предельного размера парового пузырька можно подойти еще и следующим образом. Граница между жидкостью и сидящим на твердой поверхности паровым пузырьком по введенной выше классификации должна рассматриваться как верхняя граница (вследствие того, что под шейкой пузырька нет жидкости). Так как паровой пузырек до момента отрыва неподвижен, а окружающая жидкость не движется, то ш = ги" = 0 и, следовательно, на основании уравнения (12.61) условие устойчивости принимает вид [c.474]

Пример 2. Сферический паровой пузырек в жидкости изменяет свой объем (за счет фазового перехода). Известна зависимость R t). Найти скорость движения границы (рис. 1.12). [c.45]

Используемое в инерционной динамической схеме условие однородности температуры во всей рассматриваемой области, включая паровой пузырек, означает фактически, что жидкость характеризуется бесконечно большой теплопроводностью. Ясно, что в реальных условиях это условие не выполняется. Численные эксперименты показывают, однако, что очень короткий (менее 10 с) период роста пузырька приближенно описывается законом (6.24). Для жидких металлов этот отрезок времени, очевидно, должен быть больше. [c.249]

Теоретический анализ задачи о росте парового пузыря, учитывающий инерционные динамические эффекты (при сохранении вполне допустимых для технических задач допущений о пренебрежимо малой роли вязкости жидкости и эффектов молекулярной кинетики испарения), должен включать в себя уравнение (6.1а) для поля скорости в жидкости, уравнение Рэлея (6.7), определяющее давление пара в пузырьке р" в процессе его роста, и уравнение энергии в окружающей пузырек жидкости (6.25). При этом в последнем из перечисленных уравнений температура = Т - Т", т.е. отсчитывается от температуры пара, изменяющейся в процессе роста пузырька. [c.259]

При построении приближенных моделей необходимо учитывать несколько важных особенностей анализируемой задачи. Прежде всего паровой пузырек на стенке, несмотря на внешнее сходство, вовсе не аналогичен воздушному шару, привязанному за нитку ко дну сосуда с водой (хотя такая аналогия и кажется естественной). По существу у пузырька нет каких-либо механических связей с твердой стенкой, кроме поверхностного натяжения на линии контакта трех фаз. Ясно, что роль поверхностного натяжения совершенно ничтожна в случае крупных пузырьков, характерных для низких приведенных давлений (больше числа Якоба). Кроме того, поверхность пузырька легко изменяет свою форму локальный импульс давления (например, за счет турбулентных пульсаций), воздействующий на участок поверхности пузырька, не передается центру масс пузырька, но может изменить его форму. В экспериментах наблюдали как расположенный в жидкости вблизи стенки термометрический проволочный зонд свободно входит в паровой пузырек, не влияя на его эволюцию (фактически пузырек растет, не замечая малого в сравнении с его размером твердого препятствия). Ясно, что в случае с воздушным шариком ситуация совершенно иная. [c.273]

При высоких давлениях, когда скорость изменения пузырька ничтожна (Ja < 1), определяющую роль в распределении давлений в окружающей пузырек жидкости играют массовые силы. Здесь естественно обратиться к рассмотренным в гл. 2 задачам гидростатики газожидкостных систем, в которых анализируется возникновение неустойчивости осесимметричных равновесных поверхностей раздела при достижении определенного (критического) объема парового пузырька. При Ja 1 распределение давления в окрестности растущего пузырька обусловлено не только гидростатикой, но и движением расталкиваемой пузырьком жидкости. В этих условиях модель, позволяющая рассчитывать размер пузырька в момент отрыва, должна объяснять, почему, начиная с некоторого этапа эволюции пузырька, уравнение (6.45) продолжает выполняться лишь при условии отделения парового объема от стенки. Таким образом, естественно в первую очередь рассмотреть указанные два предельных случая отрыв пузырьков при Ja < 1 (гидростатическое приближение) и Ja 1 ( инерционная схема отрыва ), [c.274]

Как показано ранее (см. 6.1, 6.3), при быстром расширении сферической паровой полости давление в ней, а значит, и давление на границе пузыря со стороны жидкости заметно превосходит давление Роо вдали от межфазной границы. При кипении на горизонтальной твердой стенке расширение парового пузырька не обладает сферической симметрией, пузырек, особенно в начальный период роста, отталкивает жидкость от стенки. В результате жидкость как бы прижимает пузырь к обогреваемой поверхности. В целом прослеживается тенденция чем больше скорость роста пузырька, тем дольше он удерживается у стенки и тем больших размеров достигает перед отрывом. [c.277]

Анализ гл. 5 позволяет утверждать, что значительное скольжение фаз должно наблюдаться у достаточно крупных пузырьков, поскольку абсолютные значения скорости гравитационного всплытия мелких сферических пузырьков малы в сравнении с характерными скоростями течения жидкости в технических устройствах. Исходя из этой посылки, в [18] рассмотрена кинематическая схема скольжения фаз, упрощенный вариант которой представлен на рис. 7.13. В двухфазном потоке выбирается контрольная ячейка, содержащая один крупный паровой пузырек или паровой снаряд (рис. 7.13, <з) мелкие пузырьки, на долю которых приходится малая доля объемного паросодержания, не учитываются. В такой контрольной ячейке с площадью поперечного сечения s скорости жидкости и парового [c.312]

В условиях термодинамического равновесия сферический паровой пузырек при заданных давлениях в жидкости р и температуре Т имеет строго определенный размер Л. Действительно, разность давлений пара в пузырьке р" и в жидкости определяется формулой Лапласа (2.7) [c.341]

Незначительное изменение температуры вязкого подслоя, где расположены паровые зародыши, приводит к нарушению термодинамического равновесия. Г- сли радиус возникшего на поверхности нагрева парового зародыша больше критического R > >. / min). то незначительное превышение те.мпературы жидкости относительно равновесной приводит к испарению части жидкости в пузырь. Пузырек быстро растет и развивается. Если радиус парового зародыша меньше критического R < то при [c.102]

Пузырек будет расти, если давление в жидкости pi меньше Pi a), а в противном случае он будет исчезать. Отсюда получаем, что радиус растущего, т. е. жизнеспособного пузырька, являющегося зародышем паровой фазы в перегретой жидкости, должен превышать критический радиус зависящий от перегрева жидкости [c.87]

Если р < то паровой пузырек растет (расширение), [c.13]

Система из паровой фазы и жидкой капельки размером QkV или из жидкой фазы и парового пузырька радиусом йкр метастабильна неустойчивость состояния проявляется как только в системе возникает зародыш новой фазы (жидкая капелька, пузырек пара), размер которого больше критического. [c.384]

Можно думать, что большая сила удара обусловливается здесь тем, что при захлопывании парового пузырька мгновенно исчезает (снимается) молекулярное давление с поверхностей воды, ограничивающих паровой пузырек см. 1-4, п. 5, где отмечается, что это давление равно, например, 110 кПа (т. е. s 11 ООО атм.). Исчезновение поверхностной пленки с некоторым сдвигом во времени по отношению к полному исчезновению пузырька, по-видимому, и обусловливает удар большой силы (вызванный расширением жидкости, с которой снято большое сжимающее усилие). [c.21]

При Ар > паровой пузырек растет, а при Др < 2a/R - кон- [c.149]

Паровые пузырьки образуются прежде всего на стенках поверхности нагрева, где имеются выступы или впадины шероховатости (рис. 8.3, 8.4). Раз образовавшись, паровой пузырек становится центром испарения жидкости. Размеры парового пузырька по мере испарения в него жидкости растут, вследствие чего увеличивается пропорциональная объему пузырька подъемная сила, под действием которой пузырек после того, как достигнет определенного размера, характеризуемого так называемым отрывным диаметром, отрывается от стенки и, преодолевая силы гидродинамического сопротивления окружающей жидкости, всплывает наверх, на поверхность жидкости, и лопается. Вместо всплывшего пузырька на том же месте сразу или через некоторое время образуется новый паровой пузырек. Путем движения паро- [c.223]

В недогретой жидкости критическая плотность теплового потока будет больше значения д р, вычисленного по формуле (12.68). Чтобы определить величину д р в случае недогретой жидкости, рассмотрим, что произойдет, когда паровой пузырек оторвался от поверхности нагрева, а на его место в объем, занимаемый ранее паровым пузырьком, поступила сверху холодная, т. е. недогретая жидкость. Эта жидкость за время т между отрывами двух следующих один за другим пузырьков должна прогреться до температуры Г (.р, на что потребуется дополнительная теплота д. Так как весь процесс происходит в предкризисном состоянии, то время т может быть вычислено из уравнения теплового баланса для парового пузырька [c.476]

Радиус а парового пузырька может быть оценен из баланса действующих на паровой пузырек сил. С одной стороны, это сила поверхностного натяжения, приложенная к линии сечения парового пузырька плоскостью, проведенной через центр пузырька перпендикулярно оси трубы, и равная 2яасг с другой — сила гидродинамического давления жидкости, определяемая перепадом давления между передней и задней поверхностями пузырька [c.480]

Если в перегретой (относительно температуры насыщения 7 ) жидкости возникает паровой пузырек, радиус которого R превосходит так называемый критический радиус R,, то такой пузырек начинает расти в объеме за счет испарения жидкости внутрь пузырька. Критический (равновесный) радиус парового пузырька отвечает состоянию (неустойчивового) равновесия пузырька с окружающей перегретой жидкостью температура пара Т" равна температуре жид- [c.245]

Кинематографические исследования показывают, что существуют весьма сильные различия в поведении пузырьков при высоких и низких давлениях. В области высоких давлений пузырьки на поверхности растут относительно медленно, при этом их форма практически в течение всего периода роста близка к сферической (точнее, пузырек имеет вид усеченной сферы). Перед отрывом диаметр пузырька составляет несколько десятых долей миллиметра. Так, по данным [18], при давлениях 30—100 бар паровой пузырек за время порядка 0,2—0,3 с вырастает до своего предотрывного размера, равного 0,2—0,3 мм. Последовательные стадии роста парового пузырька при высоких давлениях схематически показаны на рис. 6.10, а. [c.263]

Размер пузырька в момент отрыва от твердой поверхности — важный параметр для понимания механизма кипения. На сегодня накоплена обширная опытная информация о предотрывных диаметрах паровых пузырьков при кипении различных жидкостей. (Часть этой информации получена в тех экспериментальных исследованиях динамики паровых пузырьков, результаты которых отражены на рис. 6.12.) Но, несмотря на это, а также на кажущуюся простоту объекта исследования (индивидуальный паровой пузырек, растущий на твердой обогреваемой стенке), в теоретическом плане проблема отрыва пузырька весьма сложна и, к сожалению, изрядно запутана. [c.271]

Поскольку даже при высоких приведенных давлениях остается справедливым сильное неравенство р" р, то паровой пузырек в известном смысле — это пустота в жидкости. (Недаром в английском языке истинное объемное паросодержание газожидкостных потоков обозначается термином void fra tion — доля пустоты .) [c.271]

Действительно, анализ кинограмм процесса кипения при высоких давлениях показывает, что шероховатость поверхности нагрева не позволяет основанию пузырька расползаться по мере его роста. При этом получается, что пузырек как бы выдувается из впадины на поверхности нагрева. Поэтому для оценки предотрывного диаметра парового пузырька при кипении в области высоких давлений (медленно растущие пузырьки) можно рекомендовать выведенную в гл. 2 формулу (2.26а) [c.275]

Естественно все сказанное выше о равенстве давления пара в пузырьке и давления жидкости во всех точках его поверхности остается в силе (с точностью до ничтожного для рассматриваемых крупных пузырей лапласовского скачка давлений). Однако само это давление превышает гидростатическое давление жидкости на той же глубине, но вдали от растушего пузырька. Так как скорость роста парового пузырька на стенке, определяемая для различных диапазонов числа Якоба формулами (6.41) или (6.44), уменьшается во времени, то уменьшается и избыточное давление в жидкости, вызываемое расширением пузырька можно ожидать, что пузырек начнет отходить от стенки, когда скорость его роста сравняется с установившейся скоростью всплытия пузыря в спокойной жидкости, Uao- Действительно, при стационарном всплытии крупных пузырей давление жидкости на поверхности пузыря одинаково (см. п. 5.6.3), причем в лобовой точке оно выше, чем на той же глубине далеко в стороне от всплывающего пузыря. Если скорость роста парового пузыря на стенке снижается до, то достигаются те же условия, какие существуют при стационарном всплытии пузыря, когда его форма и скорость всплытия не зависят от глубины (если, конечно, давление столба жидкости много меньше давления над уровнем жидкости). [c.277]

Следует отметить, что инерционные силы в жидкости, приводимой в движение растущим пузырем, оказываются существенными для условий отрыва парового пузырька даже при относительно небольших числах Якоба (Ja = 3—30). Благодаря их влиянию можно объяснить, в частности, почему паровой пузырек отрывается от поверхности нагрева в условиях микрогравитации, когда актуальное ускорение массовых сил составляет (10"" —10 ) g (практически в невесомости) или в земных условиях в направлении, противоположном силе тяжести, вниз от поверхности цилиндрического нагревания. Для такого объяснения используем модель сферического пузырька. С учетом сказанного в п. 6.5.1 априорное задание формы газовой полости делает анализ приближенным. Однако постулирование не изменяемой во времени формы пузыря позволяет использовать достаточно простые методы механики твердого тела, в частности понятие силы, приложенной к центру масс. Степень приближенности такого подхода зависит от того, насколько принимаемая в модели форма близка к наблюдаемой в опытах. Это отступление от требований строгого анализа никоим образом не распространяется на принцип Даламбера баланс сил, приложенных к пузырьку заданной формы, остается справедливым в любой момент времени и не может использоваться как условие отрыва. [c.279]

Анализ кинограмм роста паровых пузырей при вакуумном кипении (типа изображенной на рис. 6.10, б) позволяет приближенно заменить реальную картину схемой рис. 6.14, б, согласно которой пузырек растет, меняя свою форму от полусферической на начальной стадии до идеальной сферической в момент отрыва. Тогда анализ, проведенный для всплытия в объеме жидкости расщиряющейся сферической полости, можно использовать для нахождения условия отрыва парового пузырька от твердой поверхности. При этом условие отрыва принимает простой вид h = Rq, т.е. радиус пузырька в момент отрыва выражается соотнощением [c.282]

Другой предельны случай реализуется, когда пузырек заполнен только паром несущей жидкости, масса которого может пз-меняться за счет испарения или конденсащ1и. Такие пузырьки будем называть паровыми (например, пузырьки в горячей или кипящей жидкости). [c.109]

Газонаполненный пузырек, в отличие от парового, под действием сжимающих усилий совершает незатухаюш,ие колебания, частота которых уменьшается с ростом начального парциального давления газа рго. [c.35]

Если 1[редположить, что pi < Ра. т. е. рассматривать паровой пузырек, то выражение (1.5.13) получит вид [c.52]

Пусть температура жидкости достигла температуры кипения. Давление насыщенного пара над поверхностью Ж 1Дкостн в сосуде, которая из-за сравнительно болыних размеров сосуда заметно не отличается от плоской, становится равным внешнему давлению. Давление насыщенного пара внутри паровых пузырьков в жидкости, будучи меньип1м давления насыщенного пара над плоской поверхностью, оказывается ниже внешнего давлепия, и поэтому такой пузырек пара, если он каким-либо образом и возник внутри жидкости, исчезнет под действием превосходящего внешнего давления. [c.375]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...