Конденсация паров жидких металлов

Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации ниже, чем при капельной, так как стекающая пленка конденсата имеет большое термическое сопротивление. Исключение составляет пленочная конденсация паров жидких металлов, для которых характерна высокая теплопроводность. [c.203]

Конденсация паров ж ид к их металлов. При конденсации паров жидких металлов может иметь место как пленочная, так и капельная форма конденсации. [c.293]

При конденсации паров жидких металлов их конденсат, как и у паров других веществ, выпадает на поверхности охлаждения в виде капель (капельная конденсация) или в виде сплошной пленки (пленочная конденсация). [c.223]

Более высокая интенсивность теплоотдачи при капельной конденсации характерна для любых паров, кроме паров жидких металлов. Вследствие очень большой теплопроводности последних жидкая пленка не создает лимитирующего процесс сопротивления, и темп конденсации начинает зависеть от совершенно иных факторов — от возможной скорости подтекания пара к холодной поверхности, а также от сопротивления почти неминуемых загрязнений стенок. [c.155]

На рис. 26, а дается пример комбинированного бинарного цикла на парах жидких металлов в верхней ступени цезия, в нижней — ртути. Такой цикл может быть использован в космических двигателях, так как температура конденсации ртутного пара при давлении 0,5-10 Па еще достаточно высока — 319° С. Этот цикл представляется перспективным также для транспортных и передвижных энергетических установок. [c.43]

Выпадение конденсата в виде капель на поверхности конденсации, как указывалось выше, может иметь место как для паров неметаллических жидкостей, так и для паров жидких металлов. Практически в конденсаторах водяного пара имеет место пленочный характер конденсации. Для жидких металлов может иметь место капельная конденсация. Образование капель происходит в отдельных центрах конденсации. Образующиеся капли 19 в. А. Осипова. 277 [c.277]

Типичное распределение температуры при конденсации насыщенного пара жидкого металла представлено на рис. 10.16. Как видим, около поверхности конденсата существует тонкий слой [c.279]

Рис. 10.16. Типичное распределение температуры при пленочной конденсации насыщенного пара жидкого металла

Термическое сопротивление пористого материала, заключенного в герметичную о лочку, можно регулировать в широком диапазоне путем дозированного ввода в него газа или жидкости (в том числе жидкого металла). Эго позволяет плавно изменять его эффективную теплопроводность в пределах от 10 до 10 Вт/ (м град). Сверхвысокая теплопроводность таких ПТЭ достигается за счет кипения жидкости и конденсации пара внутри проницаемой структуры вблизи обогреваемой и охлаждаемой герметичных поверхностей. Указанное устройство может быть использовано для организации интенсивного теплообмена, например, при охлаждении электродов дугового нагревателя газа. [c.17]

Термическое сопротивление жидкого металла очень мало, поэтому при конденсации паров металлов влияние на теплообмен могут оказать термическое сопротивление фазово-го перехода и контактное термическое сопротивление, обусловленное загрязнением стенки. При этом тип конденсации (плёночный или капельный) оказывает гораздо меньшее влияние на интенсивность теплоотдачи. [c.293]

Метод вакуумного напыления. Сущность метода физического осаждения в вакууме состоит в том, что при высокой температуре в динамическом высоком вакууме происходит интенсивное испарение жидкого (или твердого) металла, пары которого конденсируются на покрываемом изделии и холодных частях установки. При этом давление пара напыляемого металла должно быть таким, чтобы длина свободного пробега атомов его была больше расстояния между зоной испарения и зоной конденсации на подложке. В работе [95] приводится эмпирическая зависимость длины свободного пробега атомов от условий проведения процесса осаждения [c.105]

На поверхности охлаждения, хорошо смачиваемой конденсатом, происходит пленочная конденсация. В этом случае в соответствии с термодинамическими соотношениями на поверхности может развиваться сколь угодно толстый слой жидкости. Толщина этого слоя будет определяться только гидродинамическими закономерностями. С точки зрения механизма движения пленки конденсата, нет различий между конденсацией паров металлов и конденсацией обычных веществ. Однако высокая теплопроводность жидких металлов приводит к существенному перераспределению термических сопротивлений в процессе мас-со- и теплопереноса по сравнению с пленочной конденсацией паров веществ с Pr l. [c.224]

Сдвиг реакции в ту или иную сторону определяется константой равновесия, которая зависит для насыщенных паров только от температуры (или давления). Обычно полагают, что пары металлов представляют химически реагирующую смесь мономеров и димеров, т. е. пренебрегают полимерами высших порядков. В то же время жидкая фаза металлов одноатомна. Таким образом, на коэффициент конденсации жидких металлов, несомненно, должна влиять степень димеризации паров. Однако этот вопрос в настоящее время изучен слабо. [c.230]

Доля термического сопротивления пленки от суммарного термического сопротивления невелика в связи с высокой теплопроводностью жидких металлов. Поэтому в процессе расчета теплоотдачи при пленочной конденсации паров металлов в большинстве случаев не требуется высокой точности при определении термического сопротивления пленки. Для расчетов могут быть использованы общеизвестные закономерности, несмотря на то, что они получены с использованием многих упрощающих предположений. [c.231]

Источниками неконденсирующихся газов могут быть высокотемпературные элементы установок, выделяющие газы при нагревании, а также примеси в жидком металле. Например, при наличии примеси водорода в парах калия теплоотдача снижалась в четыре-пять раз по сравнению с чистым паром. В технически чистых жидких металлах допускаются небольшие примеси других металлов и веществ (примеси калия в натрии, натрия в литии и др.). Поэтому в реальных условиях теплоотдача при конденсации паров металлов всегда ниже теоретической, и для обеспечения достаточно интенсивной теплоотдачи необходима непрерывная и тщательная очистка их от примесей. [c.199]

Жидкометаллические циклы весьма заманчивы для использования на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, охлаждаемыми жидким металлом. Электропроводность жидких металлов во всем реальном диапазоне температур примерно в 10 раз больше, чем ионизированных газов. Основная трудность создания таких систем — получение высокоскоростного потока жидкости за счет тепловой энергии источника. Возможные пути решения этой проблемы основаны на использовании частичного испарения части жидкости. Проще всего это может быть решено путем применения двухконтурной схемы, в одном из контуров которой использована легкоиспаряющаяся жидкость (например, калий). Подмешиваясь в смесителе к основному потоку, получившему теплоту в теплоисточнике (реакторе), жидкость вторичного контура испаряется. Полученный пар используется в сопле для разгона жидкости первого контура (лития). Паровая фаза отделяется в сепараторе от движущейся с большой скоростью жидкости и после конденсации возвращается в контур. Высокоскоростной поток лития направляется в МГД-генератор. За ним для уменьшения потерь с выходной скоростью установлен диффузор. [c.255]

После конденсации паров лайнера в системе преобразования энергии жидкий металл подается в систему воспроизводства лайнера. Один из возможных путей формирования лайнера — использование вращающейся изложницы 6. После завершения формирования лайнера производится новый взрыв. [c.259]

Металлы, как правило, имеют кристаллическое состояние. Жидкий металл не удается переохладить до стеклообразного состояния. В некоторых случаях (при электроосаждении, конденсации из паров) под влиянием большого давления можно получить металл в аморфном состоянии однако оно крайне неустойчиво. [c.37]

Перегретый пар будет вращать турбину для получения электроэнергии. Воду, получаемую в результате конденсации выходящего пара, удобно использовать для отопления окружающих зданий. Для распределения электроэнергии и нагревания можно использовать обычные методы. Вода и пар, представляющие собой вторичные теплоносители, не будут уже радиоактивны, так как жидкий металл, являющийся первичным теплоносителем, излучает только а-, р- и у-частицы, которые не вызывают заметной радиоактивности. [c.318]

Отдельные разрозненные атомы металлов в состоянии пара не обладают электропроводностью, но отличаются малыми значениями ионизационных потенциалов. При уменьшении температуры и конденсации паров металла в жидкий, а затем и твердый проводник, происходит расщепление энергетических электронных уровней атомов вследствие сил электрического взаимодействия. Каждый уровень энергии атома, заполненный электронами, или тот, в котором электроны могут находиться в возбужденном состоянии, распадается на ряд уровней, число которых равно числу атомов, образующих проводник. В металлах, как это видно из фиг. 129, имеет место перекрытие энергетических полос, на которые расщепились отдельные уровни атомов. [c.263]

Схема одного из вариантов непрерывного процесса получения фольги показана на рис. 128. В вакуумной камере 1 испаряется жидкий металл 2 и его пары осаждаются на непрерывно движущуюся замкнутую ленту 3. Перед входом ленты в зону конденсации паров на нее наносят тонкий слой вещества из источника 4, которое способствует последующему отделению фольги от подложки, т. е. уменьшает адгезию конденсата, не изменяя его физических свойств. Отделенная ножом 5 готовая фольга 6 проходит через систему шлюзов 7 и вне вакуумной камеры сматывается в рулон 8. Непрерывное движение подложки обеспечивается двумя барабанами 9 с электрическим приводом 10. Тигель 11 с испаряемым металлом нагревается резистивным методом, хотя может быть применен индукционный или электронно-лучевой нагрев. Длительная работа установки обеспечивается тем, что предусмотрена система непрерывной подачи в тигель испаряемого металла 12. В рассмотренной установке можно получать фольгу из Т1, Та, N1, Си и А1, причем, если в качестве подложки используется лента из нержавеющей стали, то необходимость в предварительном нанесении разделяющего слоя между подложкой и конденсатом отпадает, так как фольга легко отделяется без такого слоя [227 ]. [c.256]

Таким образом, можно сказать, что переход системы из устойчивого состояния при низкой температуре в относительно устойчивое при высокой температуре всегда сопровождается поглощением тепла (плавление, испарение, парообразование, превращение a-Fe "v-Fe и др.). Обратный же переход будет сопровождаться выделением тепла (затвердевание жидкого металла, конденсация пара и пр.). [c.185]

Известно, что жидкие металлы характеризуются исключительно большими значениями коэффициента теплопроводности. В то же время закономерности течения жидких металлов аналогичны закономерностям течения обычных жидкостей. Эти особенности позволили применять жидкометаллические теплоносители в паросиловых установках. Известны, например, так называемые бинарные установки, где применяется два рабочих тела — вода (пар) и жидкая ртуть [46 ]. Теплота, выделяющаяся при конденсации ртутного пара (прошедшего через турбину), используется для испарения воды. [c.22]

Из жидких электролитов опасность в коррозионном отношении представляют главным образом органические вещества, обладающие достаточной активностью, т. е. действующие на металлы разрушающе (сернистая нефть и продукты ее переработки, безводные спирты, бензол, хлороформ и др.). Коррозия в безводных растворах, как правило, протекает с меньшей скоростью, чем в водных растворах электролитов, но в практических условиях очень часто химическая коррозия может перейти в электрохимическую, как это, например, происходит в процессе конденсации паров и газов при их охлаждении, при содержании в углеводородах примесей воды, при возникновении некоторых побочных реакций разложения малоустойчивых органических соединений и др. [c.125]

Явление конденсации испаренного вещества при газодинамическом расширении можно использовать и для лабораторного изучения конденсации паров металлов или других твердых (и жидких) веществ и изучения оптических свойств мельчайших частиц. [c.463]

Образовавшийся пар может заполнить большую часть проходного сечения канала и расход жидкости прекратится — произойдет полный срыв работы насоса. Если кавитация невелика, то пузырьки пара, двигаясь по каналу, попадут в область повышенного давления, где пар перейдет в жидкое состояние (произойдет конденсация пара) при этом объем, занимаемый паром, резко уменьшится, возникнет гидравлический удар, вызывающий у стенок канала кавитационную эрозию, разрушающую металл. Кавитация в насосе может возникнуть только там, где давление мало. Местом возникновения первых очагов кавитации обычно являются мельчайшие пузырьки свободного газа, находящегося в жидкости или в микротрещинах конструкции. Возникновение и развитие кавитации зависит от температуры и давления насыщенных паров жидкости, количества растворенного в жидкости газа (так как наличие свободного газа в жидкости значительно ускоряет начало кавитации), физических свойств жидкости. [c.181]

При конденсации паров жидких металлов, обладающих высоким поверхностным натяжением, наблюдается капельная конденсация в широком диапазоне температур. В работе [84] рассмотрен переходный микропленочно-капельный режим конденсации паров металлов, наблюдающийся при переходе от чисто капельного режима с увеличением разности температур между паром и стенкой выше 30° С до перехода к пленочному режиму конденсации. [c.201]

Интенсивность теплоотдачи при пленочной конденсаЦИИ В 5 20 раз меньше, чем при капельтн. Это объясняется тем, что при пленочной конденсации теплообмен между паром и поверхностью нагрева осуществляется через слой конденсата, имеющий значительное тепловое сопротивление при капельной конденсации значительная часть тепла передается через очень тонкую пленку между каплями. Для жидких металлов тепловое сопротивление пленки конденсата относительно мало, ноэтиму различие в характере конден- [c.332]

При конденсации пара, движущегося с умеренными скоростями, критическое значение числа Рейнольдса ближе к 2000. Нет оснований предполагать наличие значительных расхождений R kp для воды и жидких металлов. [c.225]

Теплоотдача при конденсации паров металлов — весьма интенсивный процесс. Коэффициенты теплоотдачи достигают не-сколькнх сот киловатт на 1 на Г, а температурные напоры в большинстве случаев не превышают нескольких градусов. Эти факторы, а также специфические теплофизические свойства жидких металлов затрудняют экспериментальные исследования и приводят к значительному разбросу опытных данных и противоречивому их толкованию. [c.234]

Есть различия в случае малых чисел Прандтля конденсата (жидкие металлы). В этом случае теплоотдача в широком интервале температурных напоров меньше, чем вычисленная по формулам Нуссельта. Следует иметь в виду, что при конденсации чистых паров тяжелых и ще,точн лх металлов в общее термическое сопротивление существенный вклад может вносить межфазное термическое сопротивление ( 1-3, [c.56]

Интенсивность теплоотдачи при пленочной конденсации в 5— 20 раз меньше, чем при капельной конденсации. Это объясняется тем, что при пленочной конденсации теплообмен между паром и поверхностью налрева осуществляется через слой ко.нденсата, имеющего значительное тепловое сопротивление при капельной конденсации значительная часть тепла передается непосредственно стенке. Для жидких металлов тепловое сопротивление пленки конденсата относительно мало. Поэтому различие в характере конденсаций оказывает малое влияние на интенсивность теплоотдачи. Для практического использования капельной конденсации применяются термостойкие, нерастворимые в конденсате полимерные гидрофобиза-торы. Ниже рассматривается теплоотдача при пленочном и капельном характере конденсации. [c.270]

В жидкометаллич. М, г. ироблемо11 является разгон рабочего тела до высоких скоростей, осуществляемый за счёт работы расширения пара металлов, ускорения им жидкой фазы и последующей конденсации пара в устройствах типа эжектора перед М. г. или путём сепарации жидкой фазы двухфазного потока, набегающего на клин. 9ти процессы сопровождаются большой диссипацией энергии, кпд такого разгонного устройства 10%, что определяет низкую результирующую эффективность преобразования работы расширения пара в электрич. энергию. [c.697]

Наряду с рассмотренным выше механизмом выпадения жидких и твердых примесей па поверхности металлов существует вероятность попадания частиц воды конденсирующего пара. Как известно, размер возникающих капель в потоке не превышает < 4-10 м. Эти капли могут выпадать на поверхности турбинной ступени лишь под воздействием турбулентно-инерционного и диффузионного осаждений. Однако возникающие в турбинной ступени частицы воды активно поглощают растворимые в воде соли, образуя химически агрессивные вещества. В результате поглощения водой примесей из пара мелкие жидкие частицы превращаются в высоко концентрированные кислоты и щелочи, которые вызывают коррозию металлов. Следует отметить, что конденсация пара и образование мелких капель происходят в узкой зоне проточной части турбины, причем зона конденсации смещается по высоте лопаток и может проходить одновременно (в зависимости от диаметра) через одну или две ступепи и, как отмечалось выше, положение ее может смещаться вверх по потоку при частичной нагрузке турбоустановки. [c.304]

В дальнейшем могут встретиться случаи движения сплошной среды с непрерывным по ходу движения среды возникновением (исчезновением) вещества данного сорта за счет, например, химической реакции превращения одного из составляющих ее веществ в другое или вследствие изменения фазового состояния вещества (испарение движущейся жидкости, сопровождающееся возникновением в ней пузырьков пара, или, наоборот, конденсация пара и появление в нем жидких капель, цепенение жидкого металла, таяние льдинок в потоке воды и т. п.). В этих случаях естественно говорить о применении в сплошных средах методов механики переменной массы . Теоретической моделью такого рода явлений может служить заданное наперед, определяемое химической или физической кинетикой происходящих в движущейся среде процессов, непрерывное распределение источников притока (стока) массы, с интенсивностью, характеризуемой секундным, отнесенным к единице объема приростом массы вещества в данной точке потока. Эту величинз имеющую размерность [М/(7у Г)] = плотность/время, было бы естественно обозначить символом р, но, чтобы не смешивать ее с индивидуальной производной по времени ф/di, примем для нее обозначение /. Связь между символами ф/di и / определится из очевидного соотношения [c.56]

Экспериментально показано влияние диссоциирующего гидрида калия на результаты измерения теплоотдачи при конденсации пара калия. Выделяющийся свободный водород приводит к значительному ухудшению теплоотдачи при конденсации. Путем измерения электросопротивления жидкого натрия, содержащего в качестве примеси гидрид, показано, что водород находится как в самом металле, так и в газовой полости над ним. Доля водорода, находящегося в металле, зависит от величины газовой полости, температуры и т. д. [c.22]

Пар может конденсироваться на холодной поверхности в виде пленки или капель. Конденсация чистого лара на чистой и гладкой вертикальной по1верхности обычно носит характер пленочной конденсации. В некоторых случаях, если на поверхности имеются загрязнения или центры конденсации [1], может происходить капельная конденсация. Обычно конденсация этого типа происходит только при малых тепловых потоках, и получающийся в результате коэффициент теплоотдачи имеет величину на порядок выше, чем в случае пленочной конденсации. В последнем случае обычно предполагают, что пленка конденсата создает наибольшее термическое сопротивление у поверхности, на которой происходит конденсация [2] однако в некоторых случаях, например в жидких металлах, обладающих высокой теплопроводностью, o нoвiнoe термическое сопротивление имеет место скорее на поверх(Ности раздела между жидкостью и паром, чем в самой пленке конденсата. [c.223]

Принципиальная схема бинарной установки при использовании в верхней ступени МГД-преобразователя с конденсацией паровой фазы жидкометаллического рабочего тела смешением представлена на фиг. 1, а ее термодинамический цикл в координатах Т — g .S для случая использования ПТУ с вторичным перегревом пара — на фиг. 2. Для наглядности изображения процесса передачи тепла в бинарном цикле линия, представляющая на фиг. 2 отвод тепла от жидкого металла в охладителе, перенесена из точки 4) в точку (2 ). Контур парогенератора в бинарном цикле (охладителя для цикла МГДП) обеспечивает перенос тепла, воспринятого в камере смешения инжектора жидкометаллическим рабочим телом при нижней температуре Т , [°К] цикла МГДП, к рабочему телу цикла ПТУ. Давление насыщения металла, соответствующее температуре отвода тепла от верхнего цикла или температуре раздела бинарного цикла, должно быть приемлемым для стационарных установок. Давления насыщения паров для трех жидких металлов, соответствующие возможным температурам разде.ла бинарного цикла, представлены ниже [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...