Кризис кипения пузырькового

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]

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]

Рассмотренный кризис кипения связан с иере.хо-дом пузырькового режима в пленочный (кризис первого рода). Он обусловливает сильное понижение интенсивности теплообмена. Ухудшение теплообмена может иметь место и в другом слу- [c.330]

Обычно кризис кипения наступает раньше, чем температура поверхности приблизится к температуре предельного перегрева жидкости при которой могут возникать зародыши паровой фазы спонтанного происхождения. Это объясняется тем, что при наличии готовых центров парообразования имеет место нарушение фазового массообмена и соответственно нарушение устойчивости режима пузырькового кипения. Однако с повышением давления фазовый массообмен у стенки улучшается, так как увеличивается плотность пара, уменьшается отрывной [c.322]

Кризисы кипения, связанные с резким изменением теплоотдачи при переходе пузырькового кипения в пленочное и наоборот — пленочного в пузырьковое (рис. 13-4), называются кризисами первого рода. В этом случае при смене режимов кипения имеет место коренное изменение механизма теплообмена и его интенсивности. Характерными для кризисов кипения первого рода являются критические плотности теплового потока. [c.327]

КОЙ фаз внутри канала) также имеет важное значение для развития процесса кипения и возникновения кризиса кипения. На рис. 4-4 показаны характерные режимы течения пароводяной смеси в трубах. В зависимости -от содержания пара, скорости движения смеси, диаметра трубы и ее расположения в пространстве характер движения оказывается различным в виде однородной эмульсии (рис. 4-4,а), в виде двух самостоятельных потоков воды и пара (рис. 4-4,6, 5). В одних случаях при этом вода движется по периферии у стенки в форме пленки, а пар в центральной части трубы (рис. 4-4,6), в других получается раздельное движение — жидкость в одной, а пар в другой части трубы (рис. 4-4, 3). Пузырьковый режим течения смеси (рис. 4-4, в, г) различен при вертикальном и горизонтальном положениях трубы. [c.108]

Это соотношение получается из следующих представлений о кризисе кипения, как о чисто гидродинамическом явлении. По мере увеличения плотности теплового потока q при пузырьковом кипении возрастают приведенная [c.132]

Первый кризис кипения. При кипении в трубах, так же как и при кипении в большом объеме, в зависимости от плотности теплового потока могут иметь место два основных режима кипения пузырьковое, при котором пар образуется в отдельных точках поверхности нагрева. [c.266]

Как отмечалось ранее, в теплообменных аппаратах АЭС может иметь место переход за кризис пузырькового кипения. Если это явление имеет место при малых паросодержаниях и высоких тепловых потоках, т. е. является кризисом кипения первого рода, как, например, в активной зоне ВВЭР, или даже РБ-К, то подъем температуры металла явно превышает допустимую (даже кратковременно) величину и тогда проблема коррозии вообще не возникает. Проблема коррозии в около- и закризисной области является чрезвычайно важной (как это уже отмечалось в гл. 1). В тех [c.226]

Температуру кризиса кипения f = определяли из наблюдений за испарением капель на горизонтальной стальной плите, подогреваемой снизу. В зависимости от температуры t , поверхности плиты измеряли время т полного испарения капель постоянной величины (0,013— 0,037 см ). Эти опыты для н-гексана, н-гептана, н-пентана, этилового эфира, бензола и воды проведены в нашей лаборатории Э. Н. Горбуновой и В. И. Кукушкиным. Как и другими авторами [3, 4], ими было замечено влияние материала и обработки поверхности горячей стены на положение экстремумов величины т. На рис. 1 приведена кривая для н-гептана. Началу нарушения пузырькового кипения соответствует температура минимума времени испарения капли, а за точкой максимума кривой > t ) устанавливается чисто пленочный режим кипения при сфероидальном состоянии жидкой массы. Средний коэффициент теплообмена в опытах с каплями пропорционален величине 1/тА , где — температурный напор. [c.62]

При такой схеме прекращение пузырькового кипения (кризис) может рассматриваться как гидродинамический эффект, являющийся следствием нарушения устойчивого существования жидких образований в пристенном слое из-за механического воздействия пара, отводимого от поверхности нагрева. В аналитическом плане задача об устойчивости границы раздела жидкость — газ рассматривалась Рэлеем, Вебером, Левичем, Витман и др. Приложение и развитие этого анализа применительно к кризису кипения основывается на автомодельности явления относительно линейного размера поверхности нагрева. [c.237]

Значения коэффициента теплоотдачи а р] и температурного напора Д, соответствующие точке первого кризиса кипения, можно рассчитать, подставляя, определяемое в соответствии с изложенными здесь рекомендациями, в соотношение для теплоотдачи при пузырьковом режиме (3.168). [c.237]

Установлено, что при малых кратностях циркуляции и высоком паросодержании двухфазного потока имеет место переход от нормального пузырькового к опасному пленочному режиму кипения, т. е. наступает так называемый кризис кипения, когда паровые пузыри не успевают отрываться от поверхности нагрева и образуют паровой изолирующий слой. Это приводит к нарушению массообмена между пристенным слоем и ядром потока, содержащим влагу, следствием чего являются утонение либо полное упаривание раствора у стенки, резкое ухудшение температурного режима труб и выпадение на их внутренних стенках всех солей, в том числе легкорастворимых натриевых. [c.55]

Вернемся к кривой кипения на рис. 45. Несовпадение прямого перехода Вд и обратного — Ге иногда дает повод говорить о них как о двух кризисах кипения. Такую терминологию нельзя признать удачной. Кризис кипения один, но он оказывается растянутым на значительный интервал температур и тепловых потоков. Если в качестве независимой величины задавать в опыте не тепловой поток q, а среднюю температуру поверхности стенки, то кризисные явления в системе будут развиваться непрерывно, с переходом по участку ВГ. На практике реализовать весь этот переход не удается из-за высокого уровня температурных возмущений при пространственно-временном чередовании пузырькового и пленочного кипения, из-за тепловой инерции стенки и несовершенства ее теплообмена с термостатирующим агентом. В некоторых опытах при атмосферном давлении обнаруживается близость температур Гщш и Гп, папример, при теплообмене отдельных капель с горячей плитой [193, 194]. Но это не является общей закономерностью (см. рис. 55). Авторы [194] попытались [c.204]

Таким образом, в рассмотренных случаях речь идет не об устойчивом кризисе кипения, а о таком нарушении нормального режима кипения, которому в условиях, близких к критическим, свойственны циклический характер отхода от пузырькового кипения и соответствующие циклические колебания температуры локальных участков теплоотдающей поверхности. В этой связи укажем на [74], где отмечалось, что кризис кипения связан не с возможностью возникновения паровой пленки над отдельными участками поверхности нагрева, что имеет место еще задолго до наступления кризиса, а с устойчивостью этих лоскутов и возможностью их разрастания в сплошной паровой слой. [c.74]

Установлено, что при малых кратностях циркуляции и высоком паросодержании двухфазного потока имеет место переход от нормального пузырькового к опасному пленочному режиму кипения, г. е. наступает так называемый кризис кипения, когда паровые пузыри пе успевают отрываться от поверхности нагрева и образуют паровой изолирующий слой. Это приводит к нарушению массообмена между пристенным слоем и ядром потока, содержащим влагу, следствием чего являются утонение [c.87]

Тепловой поток при пузырьковом кипении не может увеличиваться бесконечно, в точке С количество пузырей становится столь большим, что доступ жидкости к теплоотдающей поверхности становится затрудненным и на ней образуется сплошная паровая пленка. При этом разность температур резко возрастает и наступает ситуация, известная как кризис кипения (достигается критическая плотность теплового потока). Участок кривой СО известен как область переходного режима кипения. В этой области кипение неустойчивое и теплоотдающая поверхность попеременно покрыта то паром, то жидкостью. На участке ОЕ паровая пленка устойчива. Это зона устойчивого пленочного кипения. Точка Е определяется температурой плавления материала теплоотдающей поверхности. [c.53]

При таких реализациях процесса, распространенных в энергетике, пропадал интерес к исследованию переходного режима кипения, а кризисы кипения воспринимались, как резкая смена пузырькового кипения пленочным и наоборот. [c.271]

В основе этой теории лежит предположение о том, что кризис кипения есть следствие нарушения гидродинамической устойчивости процесса. С, С, Кутателадзе получает критерий гидродинамической устойчивости методами теории подобия, В работе [40] для этого он постулирует гидродинамическую аналогию между пузырьковым кипением и барботажем жидкости газом, вдуваемым через пористую поверхность с малыми размерами пор. [c.272]

Изложены общие принципы ноетроення математического описания многофазных систем особое внимание уделено 1)ормулировке универсальных и специальных условии совместности на межфазных границах. Анализируется гидростатическое равновесие газожидкостных систем волновое движение на поверхности тяжелой жидкости, классические неустойчивости Тейлора и Гельмгольца гидродинамика гравитационных пленок. Рассмотрены закономерности стационарного движения дискретной частицы (капли или пузырька) в несущей фазе, механизм и количественные характеристики роста паровых пузырьков в объеме равномерно перегретой жидкости и на обогреваемой твердой стеикс. Приводятся характеристики течения газожидкостных потоков в канале, методы расчета истинного объемного паросодержания и трения в потоках различной структуры методы расчеты теплообмена и кризисов при пузырьковом кипении в трубах. [c.2]

Гл. 7 и 8 в наибольшей степени имеют прикладной характер. В гл. 7 вводятся основные количественные характеристики, обычно используемые при одномерном описании двухфазных потоков в каналах расходные и истинные паросодержания, истинные и приведенные скорости фаз, скорость смеси, коэффициент скольжения, плотность смеси. При рассмотрении методов прогнозирования режимов течения (структуры) двухфазной смеси акцент делается на методы, основанные на определенных физических моделях. Расчет трения и истинного объемного паросодержания дается раздельно для потоков квазигомогенной структуры и кольцевых течений. В гл. 8 описаны двухфазные потоки в трубах в условиях теплообмена. Приводится современная методика расчета теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкостей в условиях свободного и вынужденного движения. Сложная проблема кризиса кипения в каналах излагается прежде всего как качественная характеристика закономерностей возникновения пленочного кипения при различных значениях [c.8]

Выявление условий возникновения кризиса кипения является практически наиболее важной задачей, стоящей перед исследователями теплообмена при кипении. Действительно, значение во многих случаях определяет границу безаварийной эксплуатации оборудования по тепловой нагрузке. Несмотря на огромное количество экспериментальных и теоретических работ, посвященных кризису кипения в каналах, сегодня не только отсутствует законченная теория процесса, но (по некоторым аспектам) даже единство в качественных представлениях о механизме процесса. Пожалуй, сегодня можно лишь констатировать намечающееся согласие различных исследователей в том, что невозможно создать некую универсальную модель кризиса кипения в каналах, способную описывать развитие процесса при любом сочетании параметров [12, 51, 78]. При этом в упоминаемых работах речь шла о кризисах кипения недогретой жидкости, т.е. о режимах, при которых относительная энтальпия потока в месте кризиса < 0. Достаточно взглянуть на общий вид зависимости широком диапазоне j [11], чтобы понять очевидную невозможность построения общей теории кризиса кипения в каналах. Представленная на рис. 8.7 зависимость содержит, как минимум, три различные по доминирующему процессу области. Участок ylS соответствует кризису пузырькового кипения (кризис первого рода), имеющему общие черты с кризисом кипения в условиях свободного движения (большой объем). Участок ВС согласно [11] отвечает постоянно- [c.361]

Кризисом кипения называют резкий, скачкообразный. переход от пузырькового к пленочному режиму кипенця [c.60]

С дальнейшим увеличением перегрева начинается пузырьковое кипение число центров парообразования растет, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. В точке К коэффициент теплоотдачи до тигает максимального значения, после чего наступает кризис кипения, заключающийся в коренном изменении механизма теплоотдачи. Соответствующие значения а н д называются критическими. Для воды, кипящей при атмосферном давлении, А кр = 25 °С <7кр = 1,45 МВт/м , а,ф = 58 кВт/(м К). Значение этих величин зависит от давления. [c.217]

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]

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]

Момент кризиса (переход пузырькового кипения в пленочное) фиксировался визуально по местному резкому покраснению зкспе-риментальаой трубы, вызванному скачком температуры стенки. [c.39]

Увеличение разности температур в области развитого пузырькового кипения приводит к первому кризису кипения, сопровождаемому переходом от пузырькового режима кипения к пленочному. Величины сосчитанные по предложенной Г. Н. Кружилиным эмпирическои формуле [Л. 6], при р = 1 ата равны для аммиака [c.95]

Этот вид кипения, как правило, возникает в результате перехода через кризис после пузырькового кипения и, как видно из кривой кипения (см. рис. 95), сопровождается значительным перегревом стенки. Однако у некоторых неводяных теплоносителей наблюдаются режимы, когда пленочное кипение возникает без предварительного пузырькового кипения, что характерно для веществ, которые в жидкой фазе не смачивают поверхность нагрева. [c.192]

Осуществление перегретого состояния жидкости в большом объеме затруднительно и требует специальных мер предосторожности. Нужно избавиться от посторонних (искусственных) центров парообразования. Но местный перегрев жидкости при стационарном тепловом режиме часто встречается в технике. Примером служит кипение жидкости у горячей стенки. Прилегающий непосредственно к ней тонкий слой жидкости принимает температуру стенки и находится в перегретом состоянии, несмотря на постоянное обновление пограничного слоя . Величина перегрева гSрастет с увеличением удельного теплового потока q. При достаточно высоком значении q = наступает кризис кипения, и го пузырьковый режим сменяется пленочным. В этом случае жидкость отделена от греющей поверхности слоем пара. [c.61]

В литературе не обсуждался вопрос о связи кризиса кипения с явлением предельного перегрева жидкости. Но его постановка термодинамически оправдана. Ясно, что более или менее длительное контактирование жидкости со стенкой возможно только при температуре стенки, меньшей, чем температура продольного перегрева жидкости для заданного давления. А контактирование жидкости со стенкой является необходимым условием пузырькового кипения на всей поверхности нагрева или на каком-нибудь ее участке. Так называемый первый кризис кипения соответствует началу нарушения пузырькового режима кипения. Затем идут промежуточная область, для которой характерно пространственно-временное чередование пузырькового и пленочного кипения, и, наконец, в точке второго кризиса кипения (А крг- Qnpi) заканчивается переход к пленочному кипению. [c.61]

Установлено существенное влияние теплофизическгос свойств теплоот -дающей поверхности на температуру закипач1и и интенсивность теплоот -дачи при пузырьковом кипении гелия. Полученше опытные данные по удельным тепловым потокам и температурным напорам соответствуют кризису кипения. [c.362]

Переход от пузырькового режима к пленочному называется кризисом кипения, а соответс-твующие значения д, Дг" и а — к р и т и ч е с к и. м и. Для воды, кипящей при атмосферном давлении, <7кр= 1,45-10 Вт/м А кр=25°С, акр=5,8-10 Вт/м2-°С. При переходе через кризис значение коэффициента теплоотдачи резко падает (облас-ть С), а затем остается практически постоянным (область й). [c.180]

Необходимым условиемпузырьковогокипения на всейгрею-щей поверхности или на каком-нибудь ее участке является контактирование жидкости с теплоотдающей стенкой. Длительность контакта должна превышать среднее время роста пузырька тд до отрывного диаметра. Но это возможно только при Т Та- В противном случае у стенки образуется так много спонтанных зародышей, что паровая пленка появится за очень короткое время т тс, и пузырьковое кипение прекращается ). Оценка Т = Тп = Т соответствует ударному режиму вскипания, она является верхней границей кризисной температуры, если рассматривать переход от пузырькового к пленочному кипению. При квазистационарном подъеме теплового потока кризис кипения обычно наступает раньше Т Гп)- Он обусловлен захлебыванием фазового массообмена около стенки во встречных потоках жидкости и пара при наличии достаточно большого числа готовых центров парообразования. [c.204]

I Если отвод тепла от поверхности нагрева осуществляется в процессе кипения охлаждающей жидкости, то следует считать, что тепловая нагрузка на поверхности кипения является заданной и не зависит от режима кипения. При фиксированной тепловой нагрузке переход от пузырькового к пленочному режиму кипения происходит тогда, когда тепловая нагрузка начинает несколько превыщать величину дмакс, как это показано на рис. 13-4. Этот переход носит черты кризисного явления, так как в момент смены режимов кипения наблюдается внезапное резкое увеличение температуры теплоотдающей поверхности. Повышение температуры поверхности в ряде случаев так велико, что кризис кипения сопровождается разрушением (расплавлением или пережогом) поверхности теплообмена. [c.314]

Гр —граничный ж — жидкость и — испарение к, О —квазистационарное значение величины к — испарение, критический, конденсация кр — кризис кипения кр1 — кризис пузырькового кипения крП — кризис плеиочно[ о кипения л — лучистый [c.9]

В большинстве работ началом переходного кнпення н кризисом пузырькового кипения (первым кризисом кипения) называют температуру = Гкрт, соответствующую максимуму теплового потока. Такое определение связано с тем, что кризис пузырькового кипения преимущественно исследовали при независимом изменении Потому при > <7тах система очень быстро перескакивает далеко в область пленочного кипения с температурой Т Гкрх, что приводит к разрушению стенкн н воспринимается как кризис, грозящий аварией. Аналогично нри уменьшении д , когда д становится меньше [c.271]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...