Теплоотдача при кипении жидкости в большом объеме

Теплоотдача при кипении жидкости в большом объеме [c.359]

Имеется ряд эмпирических критериальных зависимостей, характеризующих теплоотдачу при кипении жидкости в большом объеме [Л. 5, 6, 7, 30]. Эти зависимости обычно приводят к расчетному виду [c.95]

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]

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]

ЧТО соответствовало пузырчатому режиму кипения жидкостей в большом объеме. Кроме того, было обнаружено возрастание величин коэффициентов теплоотдачи при увеличении давления. [c.263]

Теплоотдача при кипении жидкости-Опыт показывает, что температура кипящей жидкости всегда несколько выше 1 . Она остается почти постоянной в направлении от свободного уровня к поверхности теплообмена (рис. 13.11, а) и лишь в слое толщиной 2 5 мм у самой стенки резко возрастает. Следовательно, в прилегающем к стенке слое жидкость перегрета на величину Д/=0—4 эта величина называется температурным напором. Экспериментальная зависимость ц и а от температурного напора Ц представлена на рис. 13.11,6 при кипении воды в большом объеме при атмосферном давлении. На участке АВ при Д/ = 0ч-5°С д= 100-ч-5600 Вт/м2 значение коэффициента теплоотдачи невелико и определяется условиями свободной конвекции однофазной жидкости. При дальнейшем повышении М [c.171]

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]

В работе [56] получена формула для определения коэффициента теплоотдачи при кипении криогенных жидкостей в большом объеме на поверхностях нагрева из различных материалов в следующей форме [c.326]

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]

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]

Поэтому при расчете теплоотдачи к жидким металлам, кипящим в трубах, в области интенсивного теплообмена могут быть использованы формулы по теплоотдаче при развитом кипении соответствующих металлических жидкостей в большом объеме. [c.259]

Анализ опытных данных по теплоотдаче при кипении с недо-гревом позволил авторам работы [10] охарактеризовать область развитого поверхностного кипения как участок, где интенсивность теплоотдачи практически не зависит от скорости и недогрева жидкости. В работах [11—13, 25, 26] установлено, что при развитом поверхностном кипении в трубах интенсивность теплоотдачи следует рассчитывать по формулам для кипения насыщенной жидкости в большом объеме. При этом сказано ]12, 13], что данный факт можно объяснить настолько высокой интенсивностью процесса парообразования, что различие в граничных условиях этого процесса в трубах ив большом объеме не существенно. [c.80]

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]

В резервуарах для хранения криогенных жидкостей и в других криогенных системах кипение начинается на стенках при температурах, незначительно превышающих температуру насыщения. С наступлением кипения теплообмен жидкости со стенками значительно интенсифицируется, приводя, в свою очередь, к увеличению скорости выкипания. Явление кипения в большом объеме жидкости и методы расчета условий закипания и теплоотдачи при кипении жидкости обсуждаются в гл. 4—8. [c.12]

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]

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]

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]

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

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]

Коэффициент теплоотдачи в условиях свободного движения в большом объеме зависит от физических свойств жидкости, температурного напора и давления. На рис. 28-1 показан график измене-, ns 3 ния коэффициента теплоотдачи воды при кипении и зависимость плотности теплового потока от [c.451]

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]

Известно, что коэффициент теплоотдачи а при развитом кипении в большом объеме не зависит от поверхности нагрева и от высоты уровня жидкости над поверхностью нагрева (начиная от ft >5- 10 Do [44 ). Следовательно, зависимость (12.39) не должна содержать линейных размеров нагревателя или сосуда большого объема . [c.264]

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]

Наиболее простым и, вместе с тем, важным для установления общих закономерностей является кипение в большом объеме при свободном движении жидкости. На рис. 18.1 изображены зависимости коэффициента теплоотдачи а и поверхностной плотности теплового потока й = аМ от температурного напора при кипении воды в этих условиях. [c.217]

Опыты по исследованию теплоотдачи при кипении натрия в большом объеме проводили также Лайон, Фоуст и Кац [188] и Нойс [182]. Мадсен и Бонилла [185] исследовали теплоотдачу при кипении сплава Na — К на горизонтальной пластинке в большом объеме жидкости. [c.240]

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]

Различают два режима теплообмена при кипении пленочный (когда на поверхности нагрева образуется сплошная пленка пара) и пузырчатый (при котором на греющей поверхности образуются отдельные паровые пузыри, автоматически эвакуирующиеся в объем жидкости, производя интенсивное ее. перемешивание). Теплообмен три пузырчатом кипении протекает весьма энергично, причем коэффициент теплоотдачи быстро возрастает с увеличением температурного папора At между греющей поверхностью и ипящей жидкостью. Теплообмен при пленочном (КИпении протекает вяло, причем коэффициент теплоотдачи с увеличением температурного напора At вначале резко падает, а затем начинает очень медленно расти. Тепловой поток, при котором пузырчатый режим кипения пареходит в пленочный, называется критическим тепловым потоком р. Для вычисления величины i Kp при кипении жидкости в большом объеме обычно используются формулы или г. Н. Кружилина [Л. 152, 279, 284]. [c.244]

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

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]

В рассмотренных условиях работы обогреваемой трубы наблюдался режим кипения в ней органических теплоносителей, соответствующий пленочному режиму кипения жидкостей в большом объеме, копда с увеличением температурного напора коэффициенты теплоотдачи уменьшаю1 ся. Поэтому на втором этапе экспериментирования, проводившегося А. В. Чечеткиным и И. Я. Шерст-невым, было принято рещение о значительном уменьшении интенсивности теплового облучения обогреваемой трубы онтура. С этой целью она была отделена шамотным экраном толщиной в один кирпич от непосредственного облучения горящим факелом. Было проведено 15 опытов по кипению дифенильной смеси при давлепи-212 [c.262]

Наблюдения показывают, что пузырьки пара образуются не во всей массе жидкости, а на поверхности стенки, причем в определенных ее местах, называемых очагами парообразования. Такими очагами могут быть впадины или выступы в стенке, пузырьки газа или воздуха, выделяющиеся из воды при ее нагреве, взвешенные в жидкости твердые частицы и т. д. Жидкость превращается в пар на границе пузырьков, отчего последние растут и, достигнув известного размера, отрываются от поверхности и устремляются вверх, а вместо оторвавшихся пузырьков ка стенке возникают новые. При прохождении через жидкость пузырьки пара продолжают увеличиваться, отчасти за счет продолжающегося парообр азоеания, отчасти за счет снижения давления, обусловленного уменьшением высоты вышележащего столба жидкости. Если кипение происходит в большом объеме жидкости и при малых количествах передаваемого тепла, то o6ipa-эование пузырьков пара почти не влияет на процесс теплообмена. В этом случае передача тепла осуществляется так же, как и в условиях естественной конвекции. Однако чем интенсивнее протекает процесс теплообмена, т. е. чем больше образуется пузырьков пара, тем интенсивнее перемешивается жидкость и тем значительнее становится коэфициент теплоотдачи а. Этим объясняется то обстоятельство, что у кипящей жидкости коэфициент теплоотдачи выше, чем у некипящей. Это продолжается до известного предела (см. ниже), после которого коэфициент теплоотдачи начинает уменьшаться. [c.234]

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]

Вначале для простоты рассмотрим теплоотдачу в процессе кипения при свободном движении в обьеме жидкости, размеры которого по всем направлениям велики по сравнению с отрывным диаметром пузыря. Такой процесс кипения (д.ля краткости) называют в большом объеме. В процессе подогрева вначале нагревается слой жидкости у стенки. Когда температура этого слоя станет равной температуре насыщения, на отдельных частях поверхности нагрева начнут зарождаться и расти пузырьки пара. Достигнув размера, соответствующего они будут от[ ываться от поверхности и 11сплы-вать. Покинув слой, имеющий температуру насыщения, пузырь пара попадает в жидкость с более низкой температурой, где он конденсируется. Кипение жидкости на поверхности нагрева в условиях, когда температура жидкости вне слоя, прилегающего к поверхности, ниже температуры насыщения, называют /синением с недог-ревом. [c.258]

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]

Опыты В. И. Толубинского [199] показали, что при кипении воды под атмосферным давлением возрастание коэффициента теплоотдачи с уменьшением уровня наблюдалось только при плотностях теплового потока менее 100 кВт/м . При q> 00 кВт/м рост а не наблюдается вплоть до толщин разрыва. пленки термокапиллярными силами. Результаты этих опытов представлены на рис. 7.9, а. Здесь по оси ординат отложено отношение коэффициента теплоотдачи при кипении в пленке к коэффициенту теплоотдачи в большом объеме аб.о, т. е. при достаточно большом уровне жидкости. На рис. 7.9, б показано влияние уровня h на а при кипенЕИ воды по опытным данным Якоба и Линке [199]. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...