Теплообмен в двухфазном потоке

Трение и теплообмен в двухфазных потоках [c.307]

Научно-исследовательская работа кафедры проводится по двум крупным темам тепломассообмен в двухфазных потоках и теплообмен в реологических системах. [c.109]

Известно, что интенсивность теплообмена в двухфазном потоке, гидравлическое сопротивление и критические тепловые нагрузки, т. е. те параметры, которые определяют эффективность работы теплообменного оборудования в целом, существенным об- [c.96]

Выше при рассмотрении пленочной конденсации формулировка уравнений, описывающих движение и теплообмен в двухфазной системе, не вызывала принципиальных затруднений, поскольку обе фазы образовывали непрерывные потоки с одной отчетливо выраженной поверхностью раздела. Кипение представляет пример такого процесса, в котором компоненты потока могут быть в чрезвычайно сильной степени раздроблены на пузыри, капли, пленки. Для любого дифференциального объема каждого из таких конечных дискретных элементов системы безусловно справедливы рассматривавшиеся нами ранее обш,ие дифференциальные уравнения движения и теплопроводности. Точно так же для любой дифференциальной площадки на поверхностях раздела фаз справедливы рассмотренные ранее условия теплового и механического взаимодействия. Однако вследствие весьма большого числа дискретных элементов системы, их непрерывного возникновения, роста и деформации в процессе движения и теплообмена, весь такой двухфазный поток в целом должен характеризоваться некоторыми специальными вероятностными законами системы многих неустойчивых элементов. Здесь в известной степени можно провести аналогию с турбулентным течением однородной жидкости, в котором для каждого дифференциального элемента справедливо уравнение Навье-Стокса, а весь поток в целом подчиняется специальным (еще плохо известным) статистическим законам турбулентного течения. [c.342]

ТЕПЛООБМЕН И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПУЧКОВ ТРУБ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ [c.57]

Уравнение энергии для двухфазного потока можно получить таким же образом, как это делается для однофазного турбулентного потока. Рассмотрим теплоотдачу к стационарному двухфазному потоку в круглой трубе, стенка которой на участке а > 0 поддерживается при постоянной температуре. Уравнение энергии рассматриваемого течения получается из баланса энергии для малого элемента объема. С учетом того, что у = и = 0, а из членов, характеризующих турбулентный теплообмен, (ю Т ) — 0 и (и Т ) не зависит от х, уравнение энергии в цилиндрических координатах принимает вид [c.171]

В связи с созданием мощных прямоточных парогенераторов и других высокофорсированных теплообменных аппаратов в последнее время значительно повысился интерес к вопросам теплообмена при движении двухфазного потока в трубах и каналах сложной формы. [c.194]

В [12, 13] было показано, что в области развитого кипения и зоне испарения пристенной жидкостной пленки имеются три основных фактора, интенсифицирующие теплообмен при движении двухфазного потока в каналах. Это удельный тепловой поток q, скорость циркуляции Wq и скорость движения парового ядра w . В зависимости от характера течения двухфазного потока степень влияния каждого из отмеченных выше факторов может проявляться различным образом. В области малых весовых расходов и паросодержаний преобладающую роль играет тепловая нагрузка. С ростом весового расхода двухфазного потока заметное влияние на коэффициент теплоотдачи Ядф начинает оказывать наряду с q и скорость циркуляции Wq. Наконец, в области высоких паросодержаний (дисперсно-кольцевой режим течения) коэффициент теплоотдачи интенсифицируется из-за турбулизирующего воздействия парового ядра потока. [c.195]

В вертикальных трубах движение двухфазного потока, усредненное за достаточно большой промежуток времени, всегда обладает осевой симметрией. В наклонных и горизонтальных трубах такая симметрия выдерживается только при достаточно больших скоростях течения. При малых скоростях течения поток расслаивается в нижней части трубы течет жидкость, а в верхней—пар (газ). Такое явление опасно тем, что при теплообмене верхняя часть трубы, обтекаемая преимущественно паром, охлаждается хуже, чем нижняя. Это явление наблюдается как при смачиваемой, так и при несмачиваемой поверхностях. [c.48]

Рис. 5.4. Теплообмен в двухфазном потоке N2O4 (при Р=14,7 бар) 7 = 58 кВт/м 2—115 3 — 230 4 — расчет а для насыщенного пара а—0 = 750 кг/м -сек (/ — расчет по формуле (5.15) // — по (5.18) /// — по (5.23)) б— 0 = 3300 кг/м -сек

Кроме указанных, имеется большое количество расчетных зависимостей для двухфазных потоков, полученных на основании иных предпосылок и опытного материала, в частности [5.3, 5.17, 5.25]. Проверка возможности использования известных формул для обобщения опытных данных по теплообмену в двухфазном потоке N2O4 (при отсутствии аномального снижеиия или увеличения коэффициента теплообмена) не дала положительных результатов. Причинами расхождения опытных и расчетных данных являются значительное различие в коэффициентах теплоотдачи при кипении и в потоке жидкости, характерная зависимость ар.к=/(л, q), а также особое сочетание свойств жидкости и пара. [c.136]

Рис. 5.9. Сравнение экспериментальных и расчетных (5.15) данных по теплообмену в двухфазном потоке N2O4

Теплообмен в двухфазном потоке При движении в обогреваемых горизонтальных трубах парожидкостной смеси наблюдается расслоение ее на паровую и жидкую фазы, когда пар омывает верхнюю, а жидкость нижнюю часть периметра трубы. Разность температур на верхней и нижней образующих трубы увеличивается с ростом тепловой нагрузки. Нагрев и охлаждение верхней части периметра трубы приводят к появлению трещин в металле, коррозии и отложению солеу на внутренней поверхности. Такой режим расслоенного движения двухфазного потока опасен даже при умеренных тепловых нагрузках. [c.105]

Подробно уравнения переноса в двухфазных потоках приведены и проанализированы в книге Делайе Дж., Гио М., Ритмюллер М. Теплообмен и гидродинамика в атомной энергетике и промышленных устройствах Пер. с англ. — М. Энергоатомиздат, 1984. [c.16]

В связи с тем, что аналитическое решение задачи о гидродинамике и теплообмене в двухфазных неравновесных потоках при современном уровне знаний представляет большие трудности и не получено даже для более или менее простых частных случаев, основными методами исследования закономерностей процессов в парогенерирующих каналах до настоящего времени остаются экспериментальные. Большое количество различных экспериментальных данных дает возможность представить качественно характер распределения основных характеристик двухфазного потока по длине парогенерирующего канала. [c.66]

Влияние двухфазности потока. Влияние двухфазности потока на нагрев дисперсных материалов частично рассматривалось при анализе эффективности нагрева материалов. При исследовании двухфазных плазменных потоков основное внимание уделялось изменению параметров потока при различной загруженности его твердыми частицами. Влияние же степени двухфазности плазменного потока на теплообмен частиц с высокотемпературным газом практически не исследовалось. Существующие данные получены в основном при низких температурах потока, когда отсутствует диссоциация и ионизация газа. Так, в работе [81, с. 208] на основании анализа литературных данных показано, что критерий Нуссельта для частицы, находящейся в двухфазном потоке, при ку = = (0,35 2) 10 и Ке = 70- 300 имеет следующий вид [c.73]

Для описания данных по вынужденному конвективному теплообмену в двухфазных течениях обычно используются два приближенных метода. В одном из них просто комбинируются уравнения для кипения в большом объеме с уравнениями для вынужденного конвективного теплообмена в однофазном потоке. При такой процедуре могут потребоваться, а могут и не потребоваться весовые коэффициенты для каждого из двух членов. Во втором, более сложном методе для получения поправочного коэффициента к уравнению однофазного течения типа Диттуса — Бёльтера используется параметр Мартинелли хи. Вкратце будут рассмотрены и другие методы, применяемые для описания теплопередачи в двухфазных потоках. [c.281]

Второе издание (1-е изд. 1975 г.) переработано и дополнено материалами по радиационио-конвективиому теплообмену в высокотемпературных газовых потоках и теплообме ну в двухфазных потоках. [c.2]

Систематизированы данные по гидравлическому сопротивлению и теплообмену при движении однофазного тегоюносителя в пористых материалах. Представлены результаты оригинальных исследований структуры, теплообмена и гидравлического сопротивления двухфазного потока теплоносителя, испаряющегося в пористых нагреваемых металлах. [c.3]

Для разработки аналитических моделей и расчета гидродинамических и теплообменных характеристик парожидкостного потока внутри проницаемой матрицы нужна информация о его структуре. Но рассматриваемый процесс отличается тем, что не позволяет выполнить визуальное или лю е другое исследование структуры двухфазного потока непосредственно внутри пористого материала. Поэтому единственным способом для получения необходимых сведений является наблюдение картины истечения из пористого материала испаряющегося в нем теплоносителя. Такие исследования проведены при адиабатическом дросселировании предварительно нагретой воды через пористые металлокерамичео кие образцы и при испарении воды внутри образцов с различными видами подвода теплоты - лучистым внешним потоком и при объемном тепловыделении за счет омического нагрева. Одновременно с визуальным наблюдением измеряли распределение температуры материала и изменение давления в потоке внутри образца (последнее измеряли только в первом случае). [c.77]

В процессе адиабатического дросселирования нагретой жидкости сквозь пористый материал удается реализовать двухфазный поток в чистом виде без усложняющих его явлений, вызванных внутрипоро-вым теплообменом между структурой и потоком. Типичный пример этого представлен на рис. 4.1. Бронзовый цилиндрический образец пористостью 0 51 изготовлен спеканием в форме свободно засыпанного порошка сферических частиц фракции 63...100 мкм. Начало оси Z совпадает с входной поверхностью. Внутри образца установлено 7 термопар [c.77]

В теории и практике движения газожидкостных смесей в грунтах их скорость мала и влияние инерционной составляющей сопротивления двухфазного потока обычно не учитывается, поэтому и вопрос о ее расчете не исследовался. Процессы испарения потока теплоносителя в порио тых структурах теплообменных элементов отличаются высокими скоростями течения двухфазной смеси, при которых значение инерционной составляющей сопротивления может быть значительным. [c.94]

С учетом приведенных в гл. 4 сведений о структуре и теплообмене двухфазного потока внутри проницаемых матриц можно представить следующий механизм процесса. После начала парообразования пар течет сначала отдельными микроструями, которые постепенно заполняют все более мелкие поровые каналы. Жидкость движется в виде постепенно утоняющейся микропленки, которая обволакивает частицы материала и заполняет все сужения и тупиковые поры. Под действием капиллярных сил жидкость в пленке перетекает поперек канала. За счет этого обеспечивается равномерная насыщенность пористой структуры. Такой режим сохраняется до полного испарения всего теплоносителя. [c.117]

Однако в некоторых случаях (при очень высоких внешних тепловых потоках) температура проницаемой матрицы очень быстро возрастает в области испарения и достигает в сечении Z величины Т перегрева жидкости до завершения ее полного испарения. После этого жидкость перестает смачивать пористый материал, микропленка свертывается в микрокапли, и происходит резкая смена режима течения двухфазного потока с высокоинтенсивным теплообменом при испарении микропленки на режиме движения во второй зоне Z K дисперсного потока перегретого пара с микрокаплями жидкости. Этот режим отличается относительно низкой интенсивностью внутрипорового конвективного теплообмена. Нужно отметить, что именно такому характеру истечения парокапельного потока из стенки при высокой температуре ее внешней поверхности, значительно превышающей величину Г, соответствуют приведенные на рис. 6.3 экспериментальные данные. [c.134]

В книге изложены основы теории и методы расчета процессов, протекающих при генерации пара, движение двухфазного потока в каналах, барботаж, унос и сепарация влаги, теплообмен при кипении в условиях естественной конвекции и др. Значительное место в ней отведено инженерным методам расчета, теплооомена и гидродинамики в современных промышленных аппаратах. [c.2]

Дюндин В. А., Данилова Г. Н., Боришанская А. В. Теплообмен при кипении хладагентов на поверхностях с пористыми. покрытиями. — В кн. Теплообмен и гидродинамика (труды V Всесоюзной конференции по теплообмену и гидравлическому сопротивлению двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов). Л., 1977, с. 15—30. [c.438]

Двухфазные потоки называются гомогенными, если фазы распределены равномерно по объему. В противном случае поток будет гетерогенным. Двухфазные потоки называются адиабатными, если отсутствует теплообмен между потоком и поверхностью канала и между фазами. Если фазы имеют одинаковую температуру, поток называется термодинамически равновесным. Режим кипения жидкости, недогретой до температуры насыщения, и режим осушения потока влажного пара являются примерами термодинамически неравновесных потоков. [c.33]

Основное различие в подходах к решению задачи теплообмена при конденсации на вертикальной поверхности и в вертикальной трубе в условиях ламинарного режима течения пленки конденсата под совместным действием гравитационных сил, и касательных напряжений, возникающих на границе раздела фаз, заключается в способах определения и учета сил, действующих на пленку. Для упрощения решения, а также в связи со слабой изученностью влияния парового потока на движение пленки конденсата и теплоперенос в ней обычно пренебрегают влиянием того или иного фактора сил тяжести [6.40— 6.42], поперечного потока пара [6.43, 6.44 и др.] и т. д. Однако почти все работы по конденсации движущегося пара имеют характерный недостаток — касательные напряжения на границе раздела фаз определяются по формулам, рекомендуемым для сухих гладких или шероховатых поверхностей [6.44—6.48] и справедливым для двухфазного кольцевого течения лишь в случае чрезвычайно малой толщйны пленки, когда отсутствует волновой режим течения или амплитуда волн не превышает толщины ламинарного слоя парового потока. В остальных случаях волнового режима сопротивление трения во много раз превышает сопротивление для гладкой твердой поверхности, что должно соответствующим образом отразиться на характере течения пленки и теплопереноса в ней. Имеющиеся расчетные рекомендации по теплообмену в рассматриваемой области удовлетворительно обобщают опытные данные, по-видимому, за счет корректирующих эмпирических поправок. Поэтому естественно расхождение расчетных и опытных данных, полученных при конденсации паров веществ с иными теплофизическими свойствами и отношением Re VRe, даже при соблюдении внешних условий (Re", АГ, q,P). [c.158]

Материалы изложены иа Всесоюзной конференции по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элеме([тах энергетических MaiUHii и аппаратов, проходившей в Ленинграде в феврале 1964 г. [c.156]

Приводится обоснование необходимости и результаты совместных исследований гидродинамических, теплообменных и массообменных характеристик двухфазных неравновесных потоков в парогенерирующих каналах. Доказывается, что совместные исследования распределений по длине канала давлений, истинных объемных наросодержаний, температур стенки и ядра потока, а также кратностей циркуляции жидкой фазы между ядром потока и пристенным слоем дают возможность оценить основные расчетные характеристики двухфазных неравновесных потоков в парогенерирующих каналах. Показана связь между структурой двухфазного потока в кризисном кипении в канале, а также связь между интенсивностью массообмена и кризисом теплообмена при кипении. [c.285]

Теплообмен при кипении веществ, находящихся в непосредственном контакте с теплоносителем. Филаткин В. Н., Долотов А. Г. Достижения в области исследования теплообмена а гидравлики двухфазных потоков в элементах внергооборудова-ния. Л., изд-во Наука , Ленингр. отд., 1973, с. 239—246. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...