Теплоотдача при поверхностном кипении

Первая из формул (17) получается из приведенного выражения, если воспользоваться формулой для коэффициента теплоотдачи при поверхностном кипении [17 [c.91]

Интенсивность теплоотдачи при поверхностном кипении зависит от величины передаваемой плотности теплового потока. [c.156]

В ходе опытов проводилась оценка теплопроводности слоя отложений при различных режимах теплоотдачи (при поверхностном кипении и теплообмене без кипения). Переход с режима поверхностного кипения на режим теплообмена без кипения осуществлялся снижением температуры воды на входе в нагреватель с 558 до 423 К при постоянной тепловой нагрузке. Практически в каждом опыте, где отложения получались в результате длительной работы при постоянной концентрации железоокисных соединений, отмечалось, что теплопроводность отложений при переходе с одного режима на другой резко изменяется. Так, если при поверхностном кипении отложения вызывают рост температуры стенки примерно на 20 К, то в режиме теплообмена без кипения эти же отложения вызывали увеличение температуры стенки почти на 100 К. Проведенная оценка теплопроводности отложений показала, что в режиме поверхностного кипения теплопроводность магнетитовых отложений составляет более 20 Вт/ /(м К), а в режиме теплообмена без кипения 3—5 Вт/(м-К). [c.52]

Кипение возможно только при наличии зародышей паровой фазы. Рассмотрим механизм процесса теплоотдачи при поверхностном кипении смачивающей неметаллической жидкости. [c.304]

Рис. 9.8. Зависимость коэффициента теплоотдачи а от относительной энтальпии М/г при поверхностном кипении воды в кольцевых каналах различной ширины при одностороннем обогреве (р = 9,8 МПа)

Измерения теплоотдачи и сопротивления При. поверхностном кипении в условиях низких давлений показывают, что в рассматри- [c.263]

Отмеченные особенности в характере распределения t j и а по длине трубы парогенератора отражают всю сложность взаимного влияния отдельных факторов на процесс теплообмена при поверхностном кипении. Действительно, при понижении давления усиливается относительное влияние конвекции в однофазной среде и ослабляется влияние механизма переноса теплоты непосредственно В форме теплоты испарения. Поэтому при низких давлениях влияние скорости на интенсивность теплообмена оказывается более значительным. В этих условиях вследствие роста истинной скорости жидкой фазы, обусловленного повышением паросодержания потока, интенсивность теплоотдачи по длине трубы возрастает, что сопровождается понижением температуры стенки. При понижении температуры стенки уменьшается число активных зародышей паровой фазы и это приводит к ослаблению влияния механизма переноса, обусловленного про цессом парообразования. В то же время вследствие прогрева основной массы жидкости по ходу потока увеличивается толщина пристенного двухфазного слоя и, следовательно, улучшаются условия для роста паровых пузырей. По-видимому, при переходе от области конвективного теплообмена в [c.264]

Недогрев смеси до температуры насыщения оказывает существенное влияние на интенсивность теплообмена. С увеличением А нед=4—коэффициенты теплоотдачи, рассчитанные по температурному перепаду между стенкой и жидкостью, уменьшаются (рис. 13.10). Влияние концентрации смеси при поверхностном кипении качественно остается таким же, как и в условиях, когда температура жидкости равна U [163]. [c.355]

Как показали исследования различных авторов (например, опыты, описанные в работе [591), интенсивность теплообмена при поверхностном кипении на наружной поверхности одиночной горизонтальной трубы и внутри нее примерно одинакова, В случае кипения на горизонтальных пучках труб это соответствие сохраняется лишь для труб, расположенных в нижнем ряду. При переходе от нижних рядов к верхним интенсивность теплоотдачи несколько возрастает. В работах [16, 59] этот факт объясняется увеличением интенсивности конвективного массопереноса иод воздействием подъемного парожидкостного потока, омывающего трубы верхних рядов пучка. С учетом сказанного для определения интенсивности теплообмена в зоне поверхностного кипения можно использовать уравнение [89] [c.153]

В известной мере этих недостатков лишен метод обработки опытных данных, предложенный в [Л. 3]. В нем принимается, что теплоотдача при поверхностном и объемном, а также при кипении в неограниченной и ограниченной системах определяется в основном одними и теми же факторами что интенсивность теплообмена при пузырьковом кипении смачивающих жидкостей определяется главным образом интенсивностью пульсаций частиц жидкости, имеющими место в области, прилегающей непосредственно к стенке условия движения жидкости вдали от поверхности нагрева т. е. в объеме, не оказывают существенного влияния на теплоотдачу причина возникновения движения жидкости в объеме (свободное, вынужденное движение)- также не оказывает существенного влияния на теплоотдачу, так как опыт показывает, что организованное движение жидкости приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи только при относительно небольших тепловых потоках. [c.229]

Из рис. 2 следует, что при поверхностном кипении воды показатель степени в формуле (7) растет при повышении давления. Аналогичное изменение интенсивности теплоотдачи происходит при барботаже с ростом числа отверстий в пластине (рис. 3). Если учесть, что при поверхностном кипении воды с ростом дав- [c.82]

Обобщающие соотношения для опытных данных по пузырьковому кипению. Характеристики пузырькового кипения в значительной степени зависят от свойств греющей поверхности [2-21]. Такие факторы, как количество абсорбированного газа, шероховатость поверхности, степень ее окисления и смачиваемость, сильно влияют на разность температур греющей поверхности и объема жидкости. Свойства греющей поверхности (поверхностные условия) могут изменяться во времени —этот процесс известен как приработка (старение) поверхности. Влияние давления также существенно. По указанным причинам воспроизведение опытных данных зачастую затруднено. Тем не менее рядом авторов были предложены расчетные соотношения для теплоотдачи при пузырьковом кипении, часть из которых является эмпирическими, а другие опираются на физические модели. [c.55]

Расчетные соотношения для кризиса теплоотдачи. Как и теплоотдача при пузырьковом кипении, значение критического теплового потока также сильно зависит от поверхностных условий. Для воды при атмосферном давлении максимум теплового потока лежит в пределах от 0,95 до 1,3 МВт/м , что в 3—8 раз превышает соответствующие значения, полученные для органических жидкостей. Соответствующие критические разности температур для воды и органических жидкостей лежат в пределах 20—50°С. [c.57]

Перейдем к рассмотрению второго основного фактора, от которого зависит теплоотдача при пузырьковом кипении — частоте отрыва пузырьков. Очевидно, что для обеспечения интенсивного пузырькового кипения важно знать не только количество действующих центров парообразования, но и их производительность , характеризуемую частотой отрыва пузырьков. Очевидно, чем больше частота отрыва, тем интенсивнее динамическое воздействие пузырьков на пристенный слой жидкости, тем больше теплоотдача. Частота отрыва растет с уменьшением отрывного размера пузырька, который является так же, как и мив, параметром процесса. Отрыв пузырька происходит за счет подъемной силы, пропорциональной величине (рш—Рп)1 , где I — примерный размер пузырька, имеющего сложную форму удерживает пузырек поверхностное натяжение, действующее по контуру основания, т. е. сила, равная примерно о1. Отрыв возможен, когда подъемная сила достигла значения силы поверхностного натяжения [c.308]

Влияние высоты слоя кипящей жидкости. Высота Н слоя жидкости при поверхностном кипении в большом объеме не влияет на интенсивность теплоотдачи, если Я 0 (рис. 8.10). При кипении на внешней поверхности горизонтальной трубы интенсивность теплоотдачи сохраняется неизменной до обнажения верхней точки [c.310]

По свидетельству Г. Саттона, в 40-е гг. в США появился интерес к использованию в ЖРД метода интенсификации теплоотдачи от стенки к хладагенту путем доведения последнего до пузырькового кипения [266, с. 305]. Это обстоятельство закономерно привело к необходимости проведения соответствующих научных исследований. В результате появилось весьма много работ, посвященных анализу различных аспектов этого процесса. Так, например, делалась попытка понять особенности зарождения и роста пузырьков пара [155, 217, 239, 241], причины увеличения теплоотдачи при пузырьковом кипении, особенности теплоотдачи при кипении при повышенном давлении [158], анализировался вопрос об изменении коэффициента поверхностного трения при доведении жидкости до пузырькового кипения [242] и т.д. [c.93]

Уравнения теплоотдачи. Поскольку при поверхностном кипении тепло от нагретой поверхности передается в основном жидкой фазе, то на границе раздела [c.74]

Для поверхностных аппаратов зачастую плотность потока массы между двумя фазами вещества (массовая нагрузка, массовое напряжение поверхности нагрева) / характеризует их производительность. В особенности это касается выпарных аппаратов если их производительность считать по испаренной влаге, то т = Р. Хотя / при этом связана с д простым соотношением д г или д = /Аг, каждая из этих характеристик (д и /) влияет на компоненты Rl термического сопротивления теплопередаче = Мд ( — на интенсивность образования накипи, д — на теплоотдачу при кипении и конденсации), поэтому приходится выполнять, вариантные расчеты, например по методу нагрузочных характеристик [35]. [c.12]

Теоретический анализ показывает, что пузырьки пара образуются в микроскопических углублениях на поверхности нагрева, которая чаш,е всего является металлической. Основными факторами, от которых зависит теплоотдача при кипении, являются критический радиус пузыря и частота отрыва пузырей от поверхности нагрева. Критический радиус Якр определяется условиями термодинамического равновесия фаз, которые представлены, например, выражениями (4.37) — (4.39). В данном случае необходимо учесть кривизну поверхности пузыря и связанное с этим дополнительное давление Ар = 2аЩ, где К—радиус пузыря, а а — поверхностное натяжение. Условие (4.39) поэтому примет вид р"=р +2о// кр, откуда [c.401]

Рис. 18.1. Зависимость коэффициента теплоотдачи и поверхностной плотности теплового потока от температурного напора при кипении воды

Задача 18.2. Определить коэффициент теплоотдачи при кипении воды, если давление среды р = 23,2 бар, а поверхностная плотность теплового потока q — = 9 10 Вт/м . [c.227]

В условиях недогрева жидкости возможно поверхностное кипение. Строгого математического описания процесса теплообмена при кипении пока не существует. В большинстве случаев связь коэффициента теплоотдачи с числом [c.123]

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]

Между сечениями трубы Б я В (рис, 9.6, б) вся масса жидкости прогревается до температуры насыщения (область развитого поверхностного кипения). На этом участке коэффициент теплоотдачи, определенный по разности температур стенки и жидкости а>к = /( ст—/ж), резко увеличивается до значения а при кипении насыщенной жидкости (рис. 9.7 и 9.8). Из этих графиков видно, что при развитом поверхностном кипении как при внутреннем, так и при внешнем обогреве коэффициент теплоотдачи не зависит от ширины кольцевого канала. [c.262]

Коэффициент теплоотдачи при кипении аа определяем по формуле (7.2). Свойства аммиака определяем при температуре = = —20° С плотность жидкости и пара соответственно р =665 кг/мз, р"= = 1,604 кг/м теплота испарения г=1340 кДж/кг теплопроводность Я=0,545 Вт/(м-К) коэффициент температуропроводности а— = 0,181 1Q- м коэффициент поверхностного натяжения o = 383-li0- Н/м теплоемкость при постоянном давлении Ср=4520 Дж/,(кг-К). [c.430]

При увеличении температурного напора (или теплового потока) постепенно начинает развиваться процесс слияния отдельных пузырьков с образованием больших вторичных пузырей и целых паровых столбов . Около поверхности среднее объемное содержание пара возрастает до 60—80%. Однако, как показывают исследования, в очень тонком поверхностном слое у самой стенки по-прежнему преобладает жидкая фаза. Термическое сопротивление этого слоя в основном и определяет интенсивность теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении. Эффективная толщина слоя по мере увеличения тепловой нагрузки снижается, что приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи. [c.115]

Представляет интерес дать обобщенную зависимость для расчета теплоотдачи при движении двухфазного потока в трубах и каналах различной формы, справедливую как для зоны поверхностного кипения при наличии недогрева, так и для области развитого кипения и зоны испарения пристенной жидкостной пленки. [c.195]

При конструировании парогенерирующей аппаратуры очень часто возникает необходимость в расчете коэффициента теплоотдачи при поверхностном кипении. Например, тепловыделяющие элементы в некоторых видах атомных реакторов, сопла реактив-пых двигателей и поверхности нагрева ряда других теплообменных устройств охлаждаются кипящей водой, температура которой в ядре потока -ниже температуры насыщения. Часть поверхности парогенерирующих труб прямоточных паровых котлов также охлаждается водой, недогретой до температуры насыщения. На эко- [c.260]

Кризис теплоотдачи первого рода, приводящий к установлению пленочного режима кипения, может возникнуть при течении как недогретого, так и двухфазного потока с положительным относительным массовым паросодержанием. Число исследований, посвященных изучению кризиса теплоотдачи при поверхностном кипении в змеевиках, весьма ограничено. [c.69]

В различных отраслях техники часто применяются теплообменники, в которых охлаждающая жидкость движется по цилиндрическим или кольцевым каналам, причем диаметры труб и ширина щелей колеблются от нескольких десятков миллиметров до их долей. В большинстве подобных систем в устройствах новой техники используется процесс теплоотдачи при поверхностном кипении недогретой до температуры насыщения жидкости в условиях вынужденного движения. Предел форсирования процесса теплообмена при кипении определяется критической тепловой нагрузкой, при которой пузырчатый режим кипения сменяется пленочным. [c.9]

Несколько сложнее обстоит вопрос с определением коэффициента теплоотдачи при поверхностном кипении [27]. А. А. Чирков [52] отмечает возможность поверхностного кипения в зарубашечном пространстве д. в. с. [c.73]

Рис. 9.1. Распределение коэффициента теплоотдачи по длине парогенерирующей трубы при поверхностном кипении воды (р= 1,49-10 Па, q = = 152 кВт/м , Wo=l,2 м/с)

Х0,125 мм, нержавеющая сталь), а на рис. 9.5, б — зависимость коэффициента теплоотдачи а от А нед при поверхностном кипении дифенила в условиях естественной конвекции (р—1,01 10 Па). Здесь коэффициент теплоотдачи определен как отношение плотности теплового потока к разности температур стенки и основной массы жидкости. Для 118,5 кВт/м зависимости ст = = /(Д нед) и а = /(Л нед) экстраполированы в область больших недо-гревов. Незалитым кружком отмечено значение а, рассчитанное по формуле конвективного теплообмена в однофазной среде при температуре стенки, равной температуре насыщения. Условием t T = te определяется предельное значение недогрева основной массы жидкости [c.258]

Таким образом, тепломассометрический элемент оказывается сплошным металлическим. Его сопротивление составляет 0,1... 1 (м Ю/кВт, поэтому применение одиночных тепломеров рекомендуется для любых поверхностных теплообменных аппаратов, за исключением аппаратов, стенки которых выполнены из меди, алюминия или латуни, а сопротивления теплоотдаче при этом очень малы (конденсация на чистых поверхностях, кипение жидкостей с малым содержанием сухих веществ). [c.57]

Понижени е температуры стенки в области развитого поверхностного кипения свидетельствует о более интенсивном возрастании по длине трубы коэффициента теплоотдачи а по сравнению с режимом / T= onst (кривая 2, рис. 9.10). При этом с уменьшением недогрева жидкости на входе в трубу темп роста коэффициента теплоотдачи увеличиваетгя. [c.263]

Характер кривой распределения температуры стенки трубы при различных значениях недогрева жидкости на входе Д/нед связан также с процессом формирования профилей скорости и температуры на входном участке трубы, т. е. на участке гпдродпнамиче-ской и тепловой стабилизации лотока. При уменьшении А/нед сечение, в котором устанавливается развитое поверхностное кипение при неизменных значениях q и Шо, оме-щается в направлении входа в трубу. Если при этом развитое поверхностное кипение устанавливается в области стабилизированного течения [величина (//й()н.к больше относительной длины участка стабилизации], то значение н. не зависит от недогрева жидкости, На участке стабилиза-потока развитое поверхностное кипение устанавливается при более высокой (по сравнению со стабилизированным течением) срёднемассовой температуре жидкости. В этом случае чем меньше недогрев на входе в трубу, тем при большей температуре н.к устанавливается развитое поверхностное кипение. Данное явление объясняется тем, что на входном участке трубы локальное значение коэффициента теплоотдачи в однофазном потоке увеличивается по мере приближения к входному сечению. Так как интенсификация конвективного теплообмена в однофазном потоке всегда приводит к снижению относительного влияния механизма переноса теплоты, обусловленного процессом парообразования, то при данных значениях q и Шр влияние последнего механизма переноса проявляется только при более высокой температуре жидкости. В условиях повышенной интенсивности теплообмена в однофазной среде возрастает и длина зоны перехода к развитому поверхностному кипению. [c.265]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...