Теплоотдача при кипении жидкости и конденсации пара

Теплоотдача при кипении жидкости и конденсации пара 233 [c.233]

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]

Теплоотдача при двухфазном состоянии среды, т. е при кипении жидкости или конденсации пара, имеет много специфических особенностей протекания процесса и очень сильно отличается от теплоотдачи однофазной среды. [c.281]

Теплоотдача при кипении жидкости и при конденсации пара протекает в двухфазном состоянии жидкости, т. е. во время перехода рабочего тела из одного агрегатного состояния в другое. Теп- [c.110]

Рассмотрим процесс теплоотдачи при кипении жидкости (переход из жидкой фазы в газообразную) и при конденсации пара (обратный переход пара в жидкую фазу). Начнем с рассмотрения теплоотдачи при кипении жидкости. [c.356]

В качестве эффективных теплопроводов (и в других случаях) в настояш ее время используют тепловые трубы, в которых молекулярные процессы переноса теплоты заменены конвективными. Устройство таких труб схематически показано на рис. 2.76. Герметичный металлический корпус такой трубы заполняется частично или полностью капиллярнопористым фитилем и небольшим количеством жидкости. В испарительной зоне, где тепло подводится к трубе, жидкость кипит, превраш аясь в пар, который через транспортную зону длиной / проходит в зону конденсации, где тепло отводится от трубы. Здесь происходит конденсация пара, а образуюш ийся конденсат за счет капиллярного эффекта (под действием сил поверхностного натяжения) перемеш ается снова в зону испарения. Благодаря высокой интенсивности теплоотдачи при кипении и конденсации, эффективная теплопроводность тепловой трубы (Я,эф = / А1) может в тысячи раз превышать естественную теплопроводность металлов, при этом такие теплопроводы в сотни раз легче цельнометаллических и гораздо дешевле. Поэтому применение тепловых труб является весьма перспективным. [c.119]

В паровых котлах, конденсаторах и различных теплообменных аппаратах теплоотдача сопровождается изменением агрегатного состояния рабочего вещества при кипении воды образуется пар, а при конденсации пара — конденсат (жидкость). [c.172]

W 5. При работе по такой схеме, вследствие конденсации пара в теплообменнике 2, в контуре появляются направленные вдоль потока мощные пульсации жидкости. Резкие периодические уменьшения скорости потока, несмотря на их кратковременность, вызывают ухудшение в течение непродолжительного времени коэффициента теплоотдачи в рабочем канале и, как следствие, резкое покраснение трубы, которое, вообще говоря, нельзя рассматривать как появление пленочного режима кипения, отвечающего средним параметрам потока. [c.43]

Рассмотрим теплообмен жидкости с горизонтальной греющей стенкой, образующей дно сосуда. При заданном тепловом потоке плотности q, вт-см , около стенки установятся определенный стационарный режим конвективных течений и стационарное поле температур. Если жидкость не доведена до температуры кипения, то с ростом q ее среднемассовая температура Т будет заметно повышаться это сопровождается одновременным ростом температуры греющей поверхности Т и разности Т — Т АТ. На схематическом графике, выражающем зависимость между АГ и q (рис. 45), участок АБ соответствует свободно конвективному теплообмену без кипения. За точкой Б появляется кипение жидкости на стенке. Дальнейшее развитие процесса изображается кривой БВ, которая идет значительно круче, чем АВ. Увеличение коэффициента теплоотдачи а — q АТ обусловлено снижением термического сопротивления пристеночного слоя жидкости при кипении. Интенсификация теплообмена зависит от числа действующих центров и обусловлена не только собственно парообразованием, но также вторичными эффектами. Давление в кипящей системе поддерживается постоянным благодаря регулируемому отбору пара или его конденсации. Подъем на участке БВ сопровождается заметным перегревом пристеночного слоя жидкости относительно темпера- [c.177]

В паровых котлах, конденсаторах и различных теплообменных аппаратах теплоотдача сопровождается изменением агрегатного состояния рабочего вещества при кипении воды образуется пар, а при конденсации пара — конденсат (жидкость). Выше был рассмотрен лишь конвективный теплообмен в однофазной среде. [c.207]

Рассмотрим раздельно теплоотдачу при конденсации пара и кипении жидкости, соприкасающейся с поверхностью твердого тела. [c.252]

Кипение. Из явлений, связанных с переходом из одного агрегатного состояния в другое, мы рассмотрим процессы теплоотдачи при кипении жидкостей и конденсации пара. При кипении тепло передается от стенки не-посрс дственно примыкающему к ней слою жидкости, а уже от жидкости — к образующемуся пару. Для возможности образования начальных пузырьков пара температура жидкости должна быть заметно вы ие температуры насыщения при данном давлении — тем выше, че.м меньше начальный диаметр образующихся пузырьков. Если в жидкости не содержится растворенных газов, начинающих выделяться при ее нагревании, или взвешенных твердых частиц, а на поверхности нет резких шероховатостей, способных стать очагами парообразования, то перегрев жидкости может достигнуть значительной величины, нескольких десятков градусов. [c.125]

Исследование теплоотдачи по методу конденсации. На рис. 4-15 представлена схема опытной установки для исследования теплоотдачи при кипении воды внутри труб в условиях естественной и принудительной циркуляции [Л. 8, 9]. В качестве рабочей жидкости применяется дистиллированная вода и др. Опытная труба 3 выполняется из стали с обычным для технических труб состоянием поверхности и обогревается конденсирующимся паром. Рабочая жидкость подается в рабочую трубу снизу через коллектор 10 подогреват еля жидкости с помощью центробежного насоса 12. Вторичный пар поступает в конденсатор или в атмосферу через барабан-сепаратор 1, присоединенный к верхней части опытной трубы. Сепаратор с помощью циркуляционной трубы 7 соединяется с нижним коллектором опытной трубы, образуя таким образом циркуляционный контур. В нижней части циркуляционной трубы предусмотрено байпасное устройство 13] оно позволяет отключать циркуляционный насос и и переходить на работу при режимах с естественной циркуляцией. Греющий пар предварительно подогревается на 10—15° С с помощью электрического подогревателя 8, а затем поступает в греющую камеру 2 опытной трубы одновременно через семь патрубков от общего паропровода 6. За счет теплообмена с по-17 в. А. Осипова. 257 [c.257]

Следующим этаном расчета выпарной установки является определение коэффициентов теплопередачи по аппаратам, которые для заданного состояния и материала поверхности нагрева, режима циркуляции определяются плотностью теплового потока и физическими свойствами жидкости. На современном этапе расчет коэффициентов теплоотдачи при конденсации пара и кипении жидкостей а2 производится на основе критериальных уравнений, полученных путем обработки результатов экспериментальных исследований методами теории подобия ss-ei, i29-i3i Ддд расчетов [c.121]

Область 1 (до точки В) соответствует пузырьковому и частично снарядному режимам течения смеси, когда кризис теплоотдачи наступает в результате перехода пузырькового кипения в пленочное. Уменьшение с ростом в этой области объясняется двумя факторами (Б. С. Петухов п др., 1974). В области кииошм недогретой жидкости, когда среднемассовая температура жидкости Т1 в потоке нпже температуры насыщения Тв и<к5), чем больше х , тем меньше недогрев и соответственно меньше конденсация пара в пристенном слое, что способствует росту объемной концентрации пара в этом слое, а соответственно пузырьковое кипение переходит в пленочное при более низком тепловом потоке. В области кипения насыщенной жидкости (Г = Гз) с ростом XI увеличивается скорость потока и градиент скорости в пристенном слое. В результате уменьшаются диаметры пузырьков, отрывающихся от греющей стенки, а их эвакуация из пристенного слоя затрудняется, и кризис теплоотдачи наступает при меньших значениях [c.225]

Наблюдаемое рядом исследователей изменение теп-лапередающих свойств тепловой трубы при изменении ее наклона вызвано изменениями характера процессов, происходящих в тепловой трубе. Таких процессов по существу всего два кипение и конденсация. Процесс кипения, а также коэффициент теплопередачи при кипении в условиях хорошо организованного отвода пузырьков пара практически не зависят от положения тепловой трубы относительно горизонтали. На процесс кипения, видимо, может оказать влияние только изменение толщины слоя жидкости при наклоне. В первом приближении предполагается, что этот эффект незначителен, если толщина слоя жидкости остается по величине большей пятикратного размера диаметра пузырька в момент отрыва. Что касается процесса конденсации и величины соответствующего коэффициента теплоотдачи, то здесь ориентация поверхности, на которой конденсируется пар, относительно направления силы тяжести, оказывает весьма существенное влияние. Если труба эксплуатируется в вертикальном положении, то поверхность конденсации располагается горизонтально. Наоборот, если труба лежит горизонтально, конденсация идет а вертикальной стенке. В частности, в этих двух крайних случаях совершенно различные условия определяют равновесную толщину и скорость стекания пленки с поверхности конденсации. [c.31]

В этом параграфе мы рассмотрим несколько типовых случаев теплообмена между твердой стенкой и движущейся жидкостью, имея в виду как капельные жидкости, так и газы рассмотрены будут случаи движения вынужденного и свободного. Мы ограничимся наиболее важными в теплотехнике случаями продольного обтекания труб, при котором жидкость движется параллельно трубам, внутри их или между ними, и поперечного обтекания пучка труб, когда газ движется -в апра влении, перпендикулярном к трубам. При этом будем рассматривать лишь турбулентное движение жидкости. Кроме того, мы остановимся на теплоотдаче при конденсации пара и при кипении воды. [c.245]

Различные виды кипения соогветствуют различны м областям на графике, изображающем зависимость теплового потока от разности температур между нагретой поверхностью и насыщенной жидкостью (т. е. А7 нас = 7 и —7 нас). Рассмотрим, например, рис. 4.4, на котором приведена типичная зависимость теплового потока от ДГнас для кипения в большом объеме азота. Крайний левый участок кривой описывает режим конвективной теплоотдачи вследствие циркуляции перегретой жидкости, поднимающейся к поверхности раздела, на которой происходит испарение. Теплоотдача в этом режиме рассчитывается с помощью методов, описанных в гл. 3. Увеличение температуры стенки приводит к образованию пузырьков пара в небольшом числе отдельных центров парообразования на поверхности. Эти пузырьки исчезают из-за конденсации пара, не достигнув поверхности жидкости, что соответствует режиму кипения с недогревом. Одновременно с первым появлением пузырьков зависимость теплового потока начинает отклоняться вверх от слабо возрастающей зависимости, характерной для режима естественной конвекции, что указывает на начало кипения. Дальнейшее увеличение температуры стенки приводит к интенсивному образованию пузырьков пара, которые поднимаются к поверхности раздела, и пар выходит из жидкости в окружающую среду. Таким образом, быстро достигается со1стояние полностью развитого кипения насыщенной жидкости при этом наблюдается быстрое возрастание теплового потока при сравнительно небольшом увеличении температуры стенки. Такое быстрое увеличение теплового потока связано с ростом пузырьков и перемешиванием жидкости. Этот режим теплоотдачи будет обсуждаться в гл. 5. [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...