Пузырьковое кипение при вынужденной конвекции жидкости

Пузырьковое кипение при вынужденной конвекции жидкости [c.354]

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]

Рассмотрим далее способы определения величины при кипении в большом объеме, т. е. в условиях свободной конвекции л<идкости и при кипении в условиях вынужденной. Схему перехода от пузырькового кипения к пленочному можно представить следующим образом. По мере увеличения перегрева = —7" увеличивается число центров парообразования. При некотором АТ паровые пузыри покроют всю поверхность нагрева примерно так же, как твердые шарики одного размера, прилегающие друг к другу и лежащие на ней в один ряд. По-видимому, в условиях, близких к этим, следует ожидать реализации критической плотности теплового потока, так как турбулизация жидкости всплывающими пузырями будет максимальной. [c.271]

Пузырьковое кипение при вынужденной конвекции происходит, когда жидкость течет около сильно нагретой пове рхности при этом пузырьки образуются в центрах парообразования на горячей поверхности. В этих условиях часто возникает кипение с недогре- [c.103]

Полученные экапериментально кривые для кипения при недо-греше в условиях вынужденной конвекции, когда паросодержание жидкости на выходе очень мало, приведены на рис. 4.6. Начальные участки графиков соответствуют случаю чисто вынужденной конвекции, когда теплопередача может быть рассчитана по зависимостям, приведенным в гл. 3. Резкий излом линий соответствует началу пузырькового кипения. Рассмотрение представленных на рис. 4.6 зависимостей показывает, что пузырьковое кипение сравнительно нечувствительно к степени недогрева или скорости течения жидкости, хотя начало кипения сильно зависит от температуры жидкости. Оцнако если в качестве независимой переменной выбрать ЛГнас, то экспериментальные данные для кипения при вынужденной конвекции можно описать единой кривой. Отсюда еле- [c.108]

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]

Интенсивность теплообмена при пузырьковом кипении недогретой до температуры насыщения жидкости в условиях вынужденной конвекции определяется в основном локальными течениями, вызванными пузырьками, движением основной массы жидкости и переносом тепла паровой фазой при испарении у поверхности нагрева и конденсации в жидкости. Корреляционные соотношения обычно учитывают в той или другой форме эти процессы. Однако соотношения, полученные суперпозицией данных по теплообмену при вынужденной конвекции в отсутствие кипения и данных по кипению в большом объеме, по-видимому, не могут быть достаточно универсальными, так как они не учитывают третью составляющую процесса, а механизмы развитого кипения в объеме и кипения движущейся недогретой жидкости существенно различаются [5.15]. [c.131]

Наиболее простой, но достаточно удачной лоделью при рассмотрении закономерностей движения двухфазного потока и переноса тепла в условиях ядерного реактора может служить случай движения воды в длинном канале при постоянном тепловом потоке, исследованный Колье (рис. 2.4) [3]. На входе в канал температура массы воды и стенки ниже температуры насыщения. По мере нагревания жидкости растет и температура стенки, и разность между их температурами определяется уравнениями теплоотдачи при вынужденной конвекции, рассмотренными выше. Когда температура стенки превысит температуру насыщения, на стенке начнут образовываться пузырьки пара, и наступает режим кипения воды при недогреве. При дальнейшем движении потока температура всей массы теплоносителя достигает температуры насыщения, и устанавливается режим развитого пузырькового кипения. [c.21]

Особый интерес представляет точка перехода от пузырькового кипения к испарению при вынужденной конвекции. Последний механизм, являясь по природе конвективным, зависит от скорости или массового расхода жидкости, тогда как пузырьковое кипение иочти не зависит от скорости. Если отношение коэффициента теплоотдачи в двухфазном потоке йгф к коэффициенту теплоотдачи в однофазном потоке жидкости при том же расходе в канале того же размера Л, построить в зависимости от параметра [c.113]

К настоящему времени проведено значительное количество исследований как кипения в большом объеме, так и пузырькового кипения при максимальных тепловых потоках в условиях вынужденной конвекции (гл. 6), а также ряд исследований переходного явления Лейденфроста (см. [22]) при кипении в большом объеме (для некриогенных жидкостей). Никто из исследователей не обращался к изучению переходной области при вынужденной конвективной теплопередаче в криогенных жидкостях. Экспериментальные исследования в этой области всегда трудны, а в случае криогенных жидкостей, кипящих при низких температурах, особенно, поскольку переходный режим охватывает область малых АГ, составляющих примерно 1 К для гелия, 5 К для водорода, 8 К для азота и 30 К для кислорода. [c.287]

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]

На рис. 7.8.2 представлены зависимости от теплового потока qw перепада температур AT = Tw — T, (между температурой греющей стенки Tw и температурой жидкости Т, на некотором удалении от стенки W, где эта температура достаточно однородна), а также коэффициента теплоотдачи при кипении насыщенной жидкости (Ti = Ts) на горизонтальной поверхности, обращенной вверх, в поле сил тяжести и в отсутствие вынужденного течения или обтекания греющей поверхности. Видно, что при достаточно малых тепловых потоках (участок АВ), когда пузырьковое кипение очень. слабо выражено, тепловой поток qw пропорционален AT (ге>1), а зависимости qw(AT) и (АГ) такие-же, как для однофазной жидкости в условиях свободной конвекции. На участке ВС реализуется развитое пузырьковое кипение, когда образование и отрыв пузырьков от греющей поверхности рштенсифицирует теплообмен за счет увеличения qi пз-за перемешивания жидкости отрывающимися пузырьками. Дальнейшее увеличение теплового потока приводит к повышению паросодержания ag пристенного слоя и при 0,8 пузырьковая структура из-за слияния пузырьков фактически нарушается, а на [c.255]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...