Теплоотдача при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме

Расчет теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме в условиях свободного движения можно выполнить, воспользовавшись с.1е-дующим приближенным уравнением подобия [c.124]

Многочисленные опытные данные по исследованию теплоотдачи и выполненное сопоставление опытных данных [Л. 2, 4, 6 , 7, 13, 14, 17, 19, 23—27, 32] показывают, что прекращение пузырькового кипения жидкости в большом объеме при прочих равных условиях характеризуется для каждой среды с заданными физическими свойствами определенной тепловой нагрузкой поверхности нагрева. По соображениям, отмеченным выше при выводе формулы (3), в этом случае может быть написана следующая общая функциональная связь [c.31]

Для определения коэффициента теплоотдачи и критической величины теплового потока при пузырьковом кипении жидкости в условиях естественной конвекции и в большом объеме Г. Н.Кружи-лин, обработав опытные данные на основании теории подобия, предложил обобщенные формулы в следующем виде [c.451]

На рис. 4-11 в виде примера показаны опытные данные для развитого пузырькового кипения воды в большом объеме при разных давлениях [Л. 16]. Результаты опытов обычно представляют либо в форме связи величин q и At, как это показано на рис. 4-11, а, либо в виде зависимости а от д, которая приведена на рис. 4-11,6. Экспериментальные данные показывают, что интенсивность теплоотдачи растет при увеличении теплового потока и давления. Эта закономерность характерна для любых жидкостей, смачивающих поверхность нагрева. Пунктирные линии на рис. 4-11 определяют верхнюю границу существования пузырькового режима кипения воды. Соответствующие значения крь кр1 и Л кр1 в функции давления показаны на рис. 4-12. [c.115]

На рис. ХП-2 и ХП-3 представлены зависимости коэффициента теплоотдачи а от плотности теплового потока д и от разности температур АТ (рис. ХП-3) при кипении жидкости в большом объеме [45]. Из рисунка видно, что с увеличением плотности теплового потока от поверхности нагрева к кипящей жидкости коэффициент теплоотдачи вначале резко возрастает от точки О до точки А на кривой = / ( ) Этот участок кривой соответствует пузырьковому кипению. Участок кривой от Л до 5 соответствует переходному режиму от пузырькового к пленочному. Однако, если тепловой поток создается не- [c.303]

На рис. 8.5 в координатах lg а, lg показан характер зависимости коэффициента теплоотдачи от температурного напора для пузырькового кипения воды в большом объеме при давлении 1 атм. Из рисунка видно, что при малых значениях температурного напора, когда А < 5° С, увеличение М оказывает слабое влияние на а. Этот режим кипения называют конвективным, так как здесь количество возникающих пузырей пара недостаточно для интенсивного разрушения вязкого подслоя. Поэтому теплоотдача при конвективном режиме кипения подчиняется законам естественной конвекции жидкости. [c.309]

При небольших температурных напорах (участок АБ) прогрев жидкости недостаточен для образования активной паровой фазы и теплообмен осуществляется за счет естественной конвекции. С увеличением температурного напора появляются пузырьки пара, наступает режим пузырькового кипения (участок БВ на кривой кипения). Рост температурного напора в этом режиме ведет к увеличению количества активных центров парообразования, большей частоте отрыва пузырьков пара от поверхности. При этом резко возрастает интенсивность теплоотдачи от поверхности по сравнению с конвекцией однофазной жидкости. Коэффициент теплоотдачи в случае кипения воды в большом объеме можно определить по формуле [c.171]

Пусть парообразование в трубе происходит в условиях развитого пузырькового кипения (жидкость смачивает стенку). Тогда изменение в некотором диапазоне скорости движения, как известно (см., например, [Л. 441), слабо сказывается на интенсивности теплообмена, так как в этих условиях изменение турбулентности потока мало влияет на возмущения пристеночного слоя, вызываемые энергичным образованием и отрывом пузырьков пара. Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении в большом объеме, а также при движении внутри трубы в условиях естественной циркуляции может быть представлен зависимостью вида л = Aq1 [Л. 26]. Имея в виду сказанное выше о режиме кипения, воспользуемся этой формулой для рассматриваемого случая. Связь между элементарным количеством тепла dq и параметрами среды выразим через соотношение (1-5 ) [c.210]

Формула (ХП-43) с точностью до 20% обобщает опытные данные по теплоотдаче при пузырьковом кипении в большом объеме в широком диапазоне изменения давлений жидкости примерно от 1 бар до 170 бар. [c.311]

На основании обработки многочисленных данных по развитому пузырьковому кипению различных жидкостей в большом объеме при атмосферном давлении обнаружено, что коэффициент теплоотдачи а пропорционален где п — 0,6 -j- 0,8. С увеличением давления а растет. Ориентировочные значения а для кипящей воды [c.166]

Постановка задачи. Рассмотрим модель процесса теплоотдачи при пузырьковом кипении смачивающей неметаллической жидкости в большом объеме, основанную на анализе работы одного центра парообразования [8.5]. Тепло от поверхности нагрева передается к жидкости, которая перегревается и испаряется в пузырь пара. Последний увеличивает свои размеры, затем отрывается, всплывает и при подъеме продолжает расти (рис. 8.13). [c.312]

Некоторые результаты экспериментальных исследований теплоотдачи и ее кризиса при пузырьковом кипении в большом объеме. Функциональные связи /д /э /"ю между критериями подобия в уравнениях (8.19)—(8.21) необходимо определять опытным путем. При этом возникает затруднение, связанное с учетом влияния угла смачивания 0 на теплоотдачу при пузырьковом кипении. Экспериментальные исследования этого вопроса весьма немногочисленны. Известна лишь одна работа [35], в которой показано, что величина 0 существенно влияет на коэффициент теплоотдачи при кипении воды при нормальном давлении. Однако для кипения при высоком давлении, а также для других жидкостей этот вопрос не изучался. Поэтому при обработке результатов измерений теплоотдачи зависимость от краевого угла в уравнениях (8.19) — (8.21) не учитывалась. Это равносильно использованию в качестве характерного линейного размера вместо отрывного диаметра пузыря о величины б = [c.315]

Результаты измерений теплоотдачи при пузырьковом кипении смачивающих неметаллических жидкостей в большом объеме можно представить в виде следующего уравнения [c.316]

Каждый из рассмотренных методов обобщения опытных данных по теплоотдаче при пузырьковом кипении в большом объеме насыщенной жидкости фактически основан на учете лишь одних сторон процесса кипения при игнорировании других. Поэтому, несмотря на то, что результаты такого обобщения представляются часто в критериальном (безразмерном) виде, они носят достаточно частный характер, зависящий от условия проведения эксперимента. Так, например, все рассмотренные методы не учитывают нестационарного теплового взаимодействия жидкости со стенкой в процессе роста паровых пузырей на стенке. Расчеты с опытом по ним расходятся для сочетания материала стенки и жидкости с заметно отличными значениями отношения (рс )ж/(рсА,)и,. Вообще, неучет нестационарных аспектов пузырькового кипения может приводить к существенным ошибкам при расчетах. [c.249]

На рис. 14.9, б показана установленная опытом зависимость дна от температурного напора А/для случая кипения воды в большом объеме при атмосферном давлении. В области между точками А н В, соответствующей А/ 5 °С и д = 5600 Вт/м , значение коэффициента теплоотдачи невелико и определяется условиями свободной конвекции однофазной жидкости. При дальнейшем повышении А/ плотность теплового потока быстро возрастает и при = 25 °С доходит до своего критического значения (7j,p T = 1,45 10 Вт/м (точка D). В этой области (между точками В и С) вследствие роста и движения пузырьков пара коэффициент теплоотдачи а также резко увеличивается и доходит до своего максимального значения 5,85 10 Вт/ (м К) у точки С, в которой при дальнейшем повышении А/ происходит изменение режима кипения. Пузырьковая форма парообразования (называемая также ядерной или ячейковой) переходит в пленочную, значение а резко падает, поскольку образовавшаяся пленка пара отделяет жидкость от нагретой стенки. [c.254]

Как указывалось выше (п. 8.2.3), теплообмен при развитом пузырьковом кипении полностью управляется своими внутренними механизмами и не зависит от скорости вынужденного движения. Однако это не означает, что вынужденное движение вообще не влияет на закономерности кипения. Прежде всего с ростом скорости течения жидкости Wq возрастает коэффициент теплоотдачи однофазной конвекции и, следовательно, при неизменной плотности потока q уменьшается перегрев стенки относительно. Это приводит к тому, что начало кипения в потоке жидкости происходит при тем больших q, чем выше скорость жидкости. Эта закономерность хорошо видна из рис. 8.5, на котором представлены сглаженные опытные зависимости q(AT), полученные одним из авторов [17]. Теплообмен происходил на омываемой потоком воды плоской пластине при давлении 3,92 бар. Кривая 1 соответствует кипению при свободном движении (в большом объеме). В условиях обтекания пластины потоком воды до начала закипания коэффициент теплоотдачи не зависит от плотности теплового потока и целиком определяется скоростью жидкости (кривые 2, 3, 4). С ростом теплового потока при постоянном а, растет температура стенки, и при некотором значении [c.355]

Формула (12.48) с точностью до 20% обобщает опытные данные по теплоотдаче при развитом пузырьковом кипении в большом объеме в широком диапазоне изменения давлений жидкости р = = (1170)-10 Па. Формула (12.48) может быть использована для анализа теплоотдачи не только при кипении на проволоке диаметром 0,61 мм, но и на цилиндре диаметром, превышающем указанный примерно на два порядка, и на плоских поверхностях нагрева. [c.267]

Возможен другой случай, когда плотность теплового потока столь велика, что вызывает такие большие турбулентные возмущения, которые остаются больше вызванных вынужденным движением жидкости. В этом втором случае коэффициент теплоотдачи будет зависеть от теплового потока так же, как при пузырьковом кипении в большом объеме. [c.268]

Если вся масса жидкости, поступающей в трубу парогенератора, прогревается до температуры насыщения, то по ходу потока значение коэффициента теплоотдачи (как и при кипении в большом объеме) меняется от значения, устанавливающегося при заданной скорости в однофазной среде, до значения при развитом пузырьковом, кипении насыщенной жидкости. Закономерность изменения коэффициента теплоотдачи ino длине парогенератора а=[ х) для данной жидкости при фиксированном давлении зависит от соотношения между скоростью. парообразования /(гр"), скоростью циркуляции Wo и недогревом жидкости на входе в трубу. А ед. Наиболее простой вид функции а от х наблюдается при высоких давлениях, когда изменение температуры насыщения по ходу потока пренебрежимо мало. При низких давлениях суммар ное сопротивление, обусловленное трением и ускорением смеси, при определенных соотношениях режимных параметров оказывается соизмеримым с абсолютным давлением в системе. При этом температура насыщения по ходу потока заметно. понижается, в связи с чем закон изменения t T, а следовательно, и коэффициента теплоотдачи а по длине трубы может существенно отличаться от зависимостей t T=f(x) и a=f x), устанавливающихся, при высоких давлениях. Обеднение теплоотдающей поверхности активными зародышами паровой фазы при понижении давления также влияет на вид функции ter от х. В этих условиях влияние скорости оказывается более значительным и переход от области конвективного теплообмена в однофазном потоке к области развитого поверхностного кипения происходит на участке трубы большей длины. [c.261]

Характер движения жидкости и интенсивность теплоотдачи при кипении в большом объеме определяются в основном свойствами кипящей жидкости и плотностью теплового потока или температурой поверхности. Наступление кризиса в этом случае связывается с переходом пузырькового кипения в пленочное. [c.67]

Опытом установлено, что при развитом пузырьковом кипени в большом объеме и в трубах коэффициент теплоотдачи не зависит от линейных размеров поверхности нагрева. Кинематическая картина, т. е. спектр полей скоростей в объеме кипящей жидкости, целиком определяется заданием тепловой нагрузки поверхности нагрева при прочих равных условиях. Следовательно, для обобщения опытных данных по теплоотдаче при развитом пузырьковом кипении формула (6 ) преобразуется [c.27]

Настоящая работа ставила основной целью исследование закономерностей теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении воды и спирта на наружной поверхности труб, расположенных в большом объеме кипящей жидкости. Давления насыщения изменялись от атмосферного до критического, а тепловые нагрузки до [c.76]

Теплоотдача при докризисных режимах течения. Интенсивность теплоотдачи определяется как однофазной конвекцией, так и процессом парообразования. Этот процесс может происходить либо на стенке, примерно так же, как при пузырьковом кипении в большом объеме (пузырьковое кипение), либо на поверхности тонкого слоя жидкости, текущей вблизи стенки, тогда как ядро потока в основном занято паром (конвективное кипение). Вклад каждой составляющей зависит от тепловой нагрузки, давления, скорости и паросодержания потока. [c.238]

В области развитого пузырькового кипения неметаллических жидкостей, смачивающих стенку, при свободной конвекции в большом объеме средний коэффициент теплоотдачи (с погрешностью не превышающей 30%) можно определить по уравнению [29] [c.179]

Влияние некоторых факторов на интенсивность теплоотдачи и ее кризис при поверхностном пузырьковом кипении в большом объеме. Влияние температурного напора. Если зафиксировать род жидкости и давление насыщения, то для увеличения температурного напора необходимо повысить температуру поверхности [c.308]

Теплоотдача при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме. Аналитическое определение теплоотдачи путем решения некоторой системы уравненр й для этого процесса пока невозможно. Теплоотдача при пузырьковом кипении от поверхности нагрева к жидкости определяется экспериментально, а результаты представляются в критериальной форме. Установлено, что в процессе кипения теплота передается в основном к жидкости и только небольшое ее количество (несколько процентов) к пару. [c.264]

Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме определяем по формуле С.С. Ку-тателадзе [191 [c.281]

При пузырьковом кипении жидкости в большом объеме коэффи-цггеит теплоотдачи может быть подсчитан по формуле [11] [c.174]

Теплообмен при кипении жидкости в большом объеме широко исследован с различных точек зрения. Интенсивно исследована теплопередача к кипящей жидкости, омывающей обогреваемую стенку канала. Однако более поздние исследования были посвящены весьма ограниченной области существования поверхностного кипения при наличии вынужденной конвекции или для потоков с очень небольшим паросодержанием [1—31. Поэтому из рассмотрения ранних статей следует, что расчетные соотношения основываются на некоторых физических соображениях, касающихся роста пузыря. Вообще эти соотношения получены на основании выражений, справедливых в условиях кипения жидкости в большом объеме. Проведенные недавно исследования для потоков с высоким паросодержанием показывают, что при высоком паросодержании влияние конвекции на теплообмен нельзя не принимать во внимание и что возможно даже подавление пузырькового кипения, на что указывал Денглер. Для этих условий было предложено несколько расчетных соотношений [4—7]. Эти соотношения основаны на гипотезе о том, что количество тепла, передаваемое конвекцией, превышает количество тепла, передаваемое любыми другими путями, когда паросодержание достигает вполне определенной величины. Конвективный теплообмен описывается уравнением, по виду напоминающим соотношение Нуссельта. Коэффициент теплоотдачи дается выражением [c.253]

Теплоотдача при пузырьковом кипении в условиях вынужденной конвекции жидкости. Пусть процесс пузырькового кипения происходит в трубе, по которой течет жидкость. Вынужденное движение жидкости может привести к более интенсивной теплоотдаче по сравнению со случаем кипения в большом объеме при свободном движении жидкости. Увеличение интенсивности теплоотдачи произойдет в том случае, когда турбулентные возмущения, вызванные вынужденным движениСлМ жидкости, станут больше тех, которые вызваны пузырьковым парообразованием. [c.267]

Далее необходимо заметить, что многие опыты свидетельствуют о слабом влиянии на теплоотдачу при пузырьковом кипении неметаллических жидкостей в большом объеме процессов перемешивания вдали от поверхности нагрева, вызванных подъемом пузырей пара. Следовательно, критерий Архимеда, который является мерой отношения подъемной силы к силе вязкости, из уравнения (8.19) может быть удален. Однако в уравнениях (8.20) и (8.21) этот критерий следует сохранить, так как переход к пленочному кипению связан с действием подъемных сил, характеризующих отжим жидкости от охлаждаемой поверхьфсти. [c.315]

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]

Участок АВ соответствует естественной конвекции жидкости около поверхности испарения. С ростом теплового потока на теплоотдающей поверхности начинают образовываться паровые пузыри, при этом очень большие плотности теплового потока могут быть достигнуты при весьма малых разностях температур. Эта область ВС известна как область пузырькового кипения или как область кипения в больщом объеме. Пузыри переносят теплоту в виде скрытой теплоты парообразования, а также интенсифицируют теплоотдачу конвекцией. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...