Термодинамический кризис кипения

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ КРИЗИС КИПЕНИЯ [c.219]

Отмеченный кризис кипения жидкости в микропленке имеет термодинамическую природу - жидкость становится термодинамически неустойчивой и самопроизвольно распадается. Соответствующая температура предельного перегрева является физической характеристикой жидкости [c.82]

Явление кризиса при кипении жидкости имеет для всех веществ единую гидродинамическую природу. Поэтому для термодинамически подобных веществ кризис кипения должен описываться одними и теми же безразмерными уравнениями, содержащими приведенные параметры и величины t,qIR и [c.16]

КРИЗИС КИПЕНИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ жидкости [c.60]

В заключение сформулируем сжато основной тезис доклада. Практически полное прекращение пузырькового режима кипения обусловлено достижением у горячей стенки температуры предельного перегрева жидкости с учетом влияния условий смачивания. Сам предельный перегрев определяется безотносительно к явлениям теплопередачи и по своей природе выступает как термодинамический кризис устойчивости жидкой фазы при заданном давлении. [c.64]

Образование у греющей стенки сплошной пленки пара в ударном тепловом режиме означает кризис кипения. Он возникает в нестационарных условиях, когда в пограничном слое отсутствуют установившиеся потоки массы, импульса и энергии. Время формирования пленки значительно меньше времени роста пузырька до отрывного диаметра при обычном кипении. При ударном режиме существенную роль в формировании пленки пара играет нарастающее лавинообразно число флуктуационных зародышей. Темп нарастания определяется термодинамическими факторами — величиной перегрева и свойствами жидкости [c.200]

В работах 1192, 193] высказана мысль о возможности термодинамического подхода к кризису кипения в связи с суш,ествованием предельного перегрева жидкости. [c.203]

Одними из основных термодинамических характеристик вещества являются критические параметры / к, Гк, Vк, которые описывают интегральные эффекты межмолекулярных взаимодействий. Эти величины необходимо знать для использования теории термодинамического подобия при обобщении данных по теплообмену или кризису кипения. [c.97]

Термодинамический кризис пленочного кипения в большом объеме и при вынужденном течении в каналах экспериментально исследован авторами на криогенных жидкостях [124]. [c.293]

Механизм переходного кипения является развитием механизма термодинамического кризиса пленочного кипения. [c.300]

Скрипов В, П. Кризис кипения как термодинамический кризис. Физика . Труды Уральского политехнического института. Свердловск, 1962, с, 50. [c.320]

Несмотря на то, что на практике гораздо чаще имеет место термодинамический кризис пленочного кипения, в литературе наиболее распространенной является гидродинамическая теория кризисов. При кризисе пленочного кипения устойчивость паровой пленки связана с соотношением динамических воздействий (пропорциональных Рп, Шп), сил тяжести и поверхностного натяжения. Поэтому для определения ра применим критерий устойчивости 2, аналогичный коэффициенту k- в уравнении (10.12). [c.265]

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДОБИЯ К ЯВЛЕНИЮ КРИЗИСА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ [c.14]

Теория термодинамического подобая и явление кризиса при кипении 15 [c.15]

Из сказанного следует, что наличие термодинамического подобия является обязательным условием подобия процессов передачи тепла. В самом грубом приближении различные жидкости можно считать термодинамически подобными это вполне объясняет, почему отдельные выводы теории теплопередачи имеют достаточно общее, т. е. относящееся к большому числу жидкостей, значение. В других случаях, когда эффекты являются сравнительно тонкими, влияние термодинамического подобия оказывается более существенным и различие в поведении разных веществ проявляется весьма явственно. К таким явлениям относятся, в частности, кризисы при кипении жидкости, на рассмотрении которых мы остановимся более подробно. [c.16]

Теория термодинамического подобия и явление кризиса при кипении 17 [c.17]

Следовательно, в зависимости от закономерности развитого пузырькового кипения кризис его (положение точки я) определяется либо преимущественно гидродинамическими причинами, либо термодинамическими. [c.282]

В рассмотренных случаях гидродинамического кризиса заведомо предполагалось, что < Гпр и контакт жидкости со стенкой термодинамически возможен. Он произойдет, как только пленка потеряет устойчивость и контакт будет обеспечен гидродинамически. Поэтому величиной, определяюшей кризис пленочного кипения в подобных гидродинамических теориях кризиса, [c.290]

В этом случае кризис пленочного кипения определяется термодинамическими условиями контакта жидкости со стенкой, т. е. он термодинамический. Но температура стенки и жидкости в месте их случайного контакта и в его окрестности определяется их теплофизическими свойствами, начальными температурами, геометрией и толщиной стенки, конфигурацией площади контакта, успевающим развиться в месте контакта пузырьковым кипением и т. д. [c.290]

Таким образом, кризис пленочного кипения криогенных жидкостей в исследованных случаях носит явно выраженный термодинамический характер. Он определяется термодинамической возможностью контакта жидкости со стенкой, т. е. температурой стенки в месте контакта. Температура стенки в месте контакта зависит от процесса нестационарной теплопроводности, который происходит между жидкостью и стенкой в месте контакта. Поэтому температура поверхности в месте контакта и связанная с ней температура кризиса зависят от отнощения тепловых активностей рсЛ жидкости и материала стенки. [c.296]

Для возникновения кризиса пленочного кипения необходимо выполнение по крайней мере двух условий для контактов жидкости со стенкой гидродинамического и термодинамического. При пленочном кипении в условиях вынужденного течения и на вертикальных и гори.зонтальных поверхностях в условиях свободной конвекции гидродинамическая возможность контакта гребней волн и капель со стенкой обеспечена даже при температуре стенки, значительно превышающей температуру предельного перегрева жидкости Тцр. [c.263]

В этом случае кризис пленочного кипения носит термодинамический характер и происходит следующим образом. В месте случайного контакта жидкости со стенкой устанавливается некоторая температура Тгр, которую можно в первом приближении получить из решения одномерной нестационарной задачи теплопроводности для полубесконечных слоев жидкости и стенки с начальными температурами Т д и Т д [c.263]

Если Тц, меньше чем Тдр, т. е. по термодинамическим условиям контакт жидкости со стенкой возможен, то кризис пленочного кипения будет иметь гидродинамический характер. Например, это может иметь место на горизонтальной поверхности в большом объеме спокойной жидкости. [c.265]

Потерю устойчивости пристенного перегретого слоя жидкости, связанную этим явлением, можно назвать термодинамическим кризисом кипения. Систематическое изложение проблем метастабильного состояния жидкости дано в монографии В. П. Скрипова. [c.220]

При значительных наросодержаниях и скоростях течения двухфазного потока жидкостная пленка может быть весьма тонкой. Перенос тепла через нее осуществляется за счет теплопроводности. Для передачи больших тепловых потоков пленка должна быть перегрета по отношению к температуре насыщения. Однако ее температура Га ограничивается предельной температурой существования жидкости в метастабильном состоянии Т. В момент достижения Т = Т происходит спонтанное вскипание. Потерю устойчивости метастабильного слоя жидкости связывают с термодинамическим кризисом кипения (рис. 3.14). Расчеты критических тепловых потоков по этой теории являются оценкой верхней границы критических нагрузок. [c.119]

Для парожидкостных потоков весьма существенно их термодинамическое состояние если соприкасающиеся фазы находятся в состоянии насыщения, такой поток называют равновесным-, если температура одной или обеих фаз отличается от температуры насыщения при давлении в данной точке, то поток — неравновесный. Так, в парокапельных потоках, возникающих при захолаживании криотрубопроводов, или в парогенерирующих каналах ниже сечения кризиса кипения пар обычно перегрет, а жидкость имеет температуру насыщения — типичный и весьма распространенный случай неравновесных двухфазных потоков. Адиабатные равновесные парожидкостные потоки принципиально не отличаются от газожидкостных. [c.288]

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]

Содержащийся в докладе экспериментальный материал служит иллюстрацией положения о том, что кризис кипения имеет существенные черты кризиса термодинамического. Для более конкретного и глубокого анализа связи между кризисом кипения и термодинамической устойчи- [c.63]

Термодинамический подход к кризису кипения выдвигает на первый план температуру стенки как основной определяющий параметр (при заданном внешнем давлении). Удельный тепловой поток q явля-.ется в этом случае производной величиной. Преимущество такого выбора проявляется в том, что однозначно определяет характер теплообмена при кипении, чего нельзя сказать о переменной q. Например, для теплового потока, заключенного в пределах q n > q> кр2> возможны три различных значения коэффициента теплообмена а. Устанавливающееся в опыте значение будет зависеть от предыстории системы, от направления процесса. Если же связать коэффициент теплообмена с температурой стенки, то при заданных прочих условиях никакой неоднозначности не возникает. [c.64]

Опыты В. П. Скрипова, в которых он определял термодинамический кризис , проведены при условиях, совершенно отличных от условий, при которых определяют кризис кипения. Поэтому одна серия опытов мало что дает для понимания другой серии опытов. [c.238]

Из числа теоретических исследований в сборник включены работы, посвященные термодинамическому анализу устойчивости термодинамических систем, статистической теории газовых систем, в которых протекают химические реакции, выводу уравнения состояния, учитывающему неаддитивность трехчастичного взаимодействия, и т. п. Показано, в частности, что при анализе таких кризисных явлений, как критическая точка, переход ламинарного течения в турбулентное, кризис кипения, кризис течения газа по трубе возможен единый термодинамический подход. [c.3]

При квазистационарных режимах кризис кипения почти всегда можно представлять следствием гидродинамической перестройки двухфазного пограничного слоя. Однако сама гидродинамическая обстановка обусловлена особенностями парообразования у стенки, что наглядно проявляется в переходной области ВГ, где с ростом средней температуры стенки удельный тепловой поток, а с ним и мощность парообразования уменьшаются, тогда как кризисные явления усиливаются. При термодинамическом подходе к описанию кризиса кипения основной определяющей величиной при заданном давлении становится температура стенки. Хотя обычно Ттах <С этот подход может быть полезен. В работах [195, 196] сделана успешная попытка описать теплообмен при кипении и режим максимального теплового потока с помощью величины Т — Tg, выраженной как доля максимально возможного перегрева нчидкости Т — Т = АГц (р). [c.205]

При термодинамическом кризисе в зависимости от положения и наклона кривых развитого пузырькового кипения примерно одинаковым значениям Т— Г., могут соответствовать различные значения. Величины и Т — Т, возрастут с увеличеиие.м недогрева и будут зависеть от параметров, влияющих на скорость роста паровых пузырей, их частоту и диаметр отрыва, число центров нарообразования. [c.282]

Экспериментальное исследование термодинамического кризиса пленочного кипения проводилось на азоте, кислороде, фреонах-12, -13, -22 и воде в большом объеме и на жидком азоте при вынужденном течении. Анализ результатов экспериментального исследования кризиса пленочного кипения показал, что температурный напор АТкра не зависит от размера нагревателя D (при D = = 1 (Рж — Рп) > 5), от шероховатости поверхности нагрева в диапазоне высоты микронеровностей Rz = 0,5. .. 300 мкм, от скорости в условиях вынужденного течения (при < [c.264]

Первый переход (термический кризис) реализуется при такой организации процесса, когда эвакуация пара от поверхности нагрева не лимитирует условия микроконвекции жидкости у поверхности нагрева — > и ", где — скорость эвакуации пара. В этом случае по мере повышения температуры стенки жидкость, контактирующая с поверхности, будет принимать ее температуру, и процесс устойчиво развивается до достижения поверхностью нагрева температур, определяемых неравенством (2). После превышения температурой стенки температуры термодинамической устойчивости Гсп устанавливается пленочное кипение. [c.44]

Таким образом, кризис пузырькового книення, как и само пузырьковое кипение, помимо гидродинамических аспектов в значительной мере определяется условиями локального не-стац)1онарного теплообмена между стенкой, жидкостью и паровым пузырем и термодинамической возможностью контакта жидкости со стенкой. [c.277]

Такн.м образом, для возникновения кризиса пленочного кипения необходимо выиолненне, но крайней мере, двух условии для контактов жидкости со стенкой гидродинамического и термод1Н1амического. Если термодинамические условия допускают контакт жидкости со стенкой (температура стенки в месте контакта жидкости со стенкой Ттр ниже предельной температуры перегрева жидкости Гпр), но контакт не происходит по гидродинамическим причинам (паровая пленка еще не потеряла устойчивости), то кризис пленочного кипения будет гидродинамический, А если иленка пара уже не устойчива, а Т - в местах контакта еще больше Г р, то кризис будет термодинамический. Он произойдет лишь тогда, когда начнет выполняться условие Ггр < Гпр. Все это еще осложняется нестационарными теплофи-зическнми процессами взаимодействия жидкости со стенкой. [c.287]

В определенных условиях может реализоваться какой-либо один из возможных механизмов кризиса. Нанример, на горизонтальной поверхности в большом объе.ме спокойной жидкости кризис пленочного кипения будет гидродинамический, а на вертикальной — термодинамический. В литературе наиболее раснространенной является гидродинамическая теория кризисов пленочного кипения, предложенная С. С. Кутателадзе н развитая в работах В. М. Боришанского, Н. Зубра и Л. Беренсона и др. [c.287]

В литературе исторически принято считать кризисом пузырькового кипения точку д = <7тах (по новым исследованиям в этой точке уже заметная доля поверхности покрыта паром), а кризисом пленочного кипения —точку д = <7п,щ (точка Е>). Если гидродинамика взаимодействия пара и жидкости такова, что жидкость не допускается к поверхности нагрева, то кризис пузырькового кипения называют гидродинамическим. Если же контакт жидкости с поверхностью невозможен из-за сильного перегрева этой поверхности за время роста парового пузыря, то такой кризис пузырькового кипения называют термодинамическим (температура поверхности в месте контакта больше Гпр). В действительности оба вида кризиса могут проявляться не только обособленно, но и в сочетарши друг с другом. [c.253]

Все больше исследуются термодинамический характер кризиса пузырькового кипения и влияние нестационарных аспектов кипения на него. Эти исследования показывают, что в околокрити-ческих режимах центральная часть поверхности под растущим пузырем высыхает. Отвод тепла паром от этой части поверхности много ниже, чем жидкостью, и ее температура растет тем быстрее, чем (при заданном тепловыделении) тоньше стенка (меньше ее теплоемкость) к хуже перетечки тепла теплопроводностью в область, смоченную жидкостью. [c.255]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...