Изучение теплоотдачи при кипении жидкости

ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ [c.176]

Процессы зарождения, роста и отрыва паровых пузырьков у поверхности нагрева подчиняются определенным физическим закономерностям, с которыми кратко необходимо ознакомиться, прежде чем переходить к детальному изучению процесса теплоотдачи при кипении жидкости. [c.362]

Назначение работы. Изучение механизма теплообмена при кипении жидкости и факторов, влияющих на интенсивность теплообмена при различных режимах кипения ознакомление с методикой экспериментального исследования теплоотдачи. Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить пп. 1.6.1 и 1.6.3 Практикума.. [c.176]

Исследованию теплоотдачи при кипении натрия на поверхности труб, погруженных в большой объем жидкости, посвящены работы [180, 182, 188]. Однако ни в одной из работ систематического изучения влияния давления на теплоотдачу не проводилось, и экспериментом был охвачен сравнительно узкий диапазон давлений (0,07—1,0 кг/см ). В работе [180] отмечено, что наблюдалась некоторая тенденция к увеличению теплоотдачи с ростом давления. Аналогичный вывод можно сделать из сопоставления (см. рис. 10.7) экспериментальных данных работ [188] (р=1 кг см ) и [182] (p = 0,07-f- [c.247]

В 20-е годы развитие учения о теплообмене в СССР возглавил академик М. В. Кирпичев, школа которого заложила основы теории подобия и ее приложения к вопросам теплопередачи. Советскими учеными были разработаны оригинальные и эффективные способы расчета процесса теплопроводности с помощью теории регулярного режима и метода элементарных балансов были предложены расчет конвективного теплообмена по методу теплового пограничного слоя, расчеты теплопередачи при кипении жидкостей и конденсации паров, расчеты различных случаев теплопередачи и, в частности, теплоотдачи перегретого пара при высоких давлениях, расчеты взаимной облученности тел в задачах радиационного теплообмена. Были разработаны также оригинальные методы экспериментального изучения процессов теплоотдачи и теплопроводности различных жидкостей, газов и водяного пара, определены их коэффициенты теплопроводности при высоких давлениях и температурах, составлены таблицы водяного пара и других рабочих веществ и разработаны нормы теплового расчета паровых котлов. Были разработаны также вопросы нестационарной теплопроводности, исследованы явления теплопередачи в двигателях внутреннего сгорания и теплообмена при изменении агрегатного состояния теплоносителя. [c.8]

Однако в ходе этих фундаментальных исследований не удавалось получить общие соотношения для теплообмена между кипящей жидкостью и поверхностью нагревателя. Кроме того, процесс кипения наряду с особенностями, общими для всех жидкостей, имел и некоторые частные особенности, присущие только одной или нескольким из них (появление осадков на стенке, разложение хладагента и т.д.). Поэтому в целях получения результатов, необходимых для проектирования регенеративной системы охлаждения ЖРД, проводились прикладные исследования, направленные на изучение процесса теплоотдачи при кипении отдельных компонентов топлив. Например, в работе [119] приводились эмпирические формулы для расчета теплового потока при пузырьковом кипении горючих JP-3 и JP-4. Изучение особенностей теплоотдачи при кипении в 50-е гг. стало неотъемлемой задачей при исследовании охлаждающих свойств различных компонентов и было проведено практически для всех видов известных в то время топлив [115, 246]. Вместе с тем практическое использование в ЖРД метода интенсификации теплоотдачи за счет доведения хладагента до пузырькового кипения натолкнулось на определенные трудности, и до сих пор не известно ни одного случая, когда этот метод использовался бы на двигателях США (или других стран), работавших на высококипящем топливе. [c.93]

Согласно изложенным выше соображениям о механизме теплоотдачи при пузырьковом кипении, движение пара влияет на этот процесс только воздействием на гидродинамический режим жидкой фазы. Изучение же совместного движения газа (пара) и жидкости показывает, что влияние вязкости газа на гидродинамический режим турбулентно текущего двухфазного потока практически отсутствует. В связи с этим величину i" можно исключить из перечня условий однозначности. [c.345]

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]

Зарождение и развитие паровой фазы в подавляющем большинстве реальных установок осуществляется непосредственно на поверхностях парогенерирующих элементов. В связи с этим вопрос о влиянии поверхности на кипение всегда находится в центре внимания исследователей. Уже в первых исследованиях кипения воды на различных поверхностях, поставленных Якобом и Фритцем [1], были выявлены отличия в количественных характеристиках теплоотдачи при кипении для гладких и шероховатых поверхностей. Было установлено, что с ростом шероховатости действующий температурный напор при кипении уменьшается, а следовательно, средний коэффициент теплоотдачи, определяемый как отношение удельной тепловой нагрузки к среднему температурному напору, увеличивается. В дальнейшем подобные наблюдения проводились многократно при изучении кипения различных жидкостей для воды и органических жидкостей Зауэром [2], Корти и Фаустом [3], Гриффитсом и Уоллисом [4, 5], Е. К. Авериным [6], Д. А. Лабунцовым с сотрудниками [7], Сю и Шмидтом [c.258]

Изучение механизма пузырчатого кипения свидетельствует о том, что тепло передается отг.поверхности к жидкости главным образом пузырями, являющимися дополнительными турбулизаторами [6, 3]. Уравнения для расчета теплоотдачи при пузырчатом кипении и критического теплового потока частично зависят от скорости роста пузыря. Эллион [3] использовал для вывода уравнения измеренную скорость роста. Фостер и Зубр 1. 2] рассчитали скорость роста, допуская, что пузыри росли в первоначально равномерно перегретой однородной жидкости. В этих условиях пузыри продолжали расти без ограничения, в то время как в недогре-той жидкости пузыри растут только до максимального размера. Розенов [8] и Розенов и Гриффитс [7] предполагали, что скорость роста не является важной переменной в уравнении. Дальнейшие успехи в деле выявления зависимостей по теплоотдаче при кипении и лучшее понимание этого процесса зависят от получения кривых роста пузырей в условиях пузырчатого кипения. Особенно целесообразно выяснить степень влияния давления системы и недогрева массы жидкости на максимально достижимый размер пузыря и длительность времени, за которое пузырь достигает этого размера. [c.283]

Агрегатное состояние жидкости, омывающей поверхность твердого тела, изменяется в тех случаях, когда температура поверхности тела становится выше или ниже температуры фазового превращения жидкости при данном давлении. В первом случае теплоотдача сопровождается кипением жидкости, а во втором — кoндeн aциeй ее пара. Оба эти явления усложняют изучение теплоотдачи по сравнению с изучением теплоотдачи твердого тела с однофазной средой. [c.252]

Кроме того существующие расчетные зависимости не учитывают влияния на теплоотдачу теплофизических свойств материала стенки. Тем не менее в ряде исследований, например в / t/, установлено, что малотеплопроводное покрытие, нанесенное на металлическую поверхность нагрева, значительно увеличивает коэффициент теплоотдачи при пленочном режиме кипения. Поэтому изучение волнового движения границы раздела фаз и механизма переноса тепла при пленочном режиме кипения жидкости на поверхностях нагрева без покрытия и о малотеплопровод-ным покрытием представляет несомненный интерес. [c.236]

Такнм образом, наиболее перспективным методом расчета нестационарного охлаждения трубопроводов в режимах пленочного кипения является решение сопряженной задачи стенка — поток при одномерном описании процесса отдельно для жидкости и пара. Для замыкания системы одномерных уравнений необходимо знать коэффициенты теплоотдачи, гидравлического сопротивления, паросодержания. Экспериментальное нахождение зависимостей для этих параметров и составляет одну из основных задач изучения пленочного режима кипения. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...