Конденсация при очень больших скоростях пара

Конденсация при очень больших скоростях пара [c.58]

В горизонтальных трубах при не очень больших скоростях парового потока взаимодействие сил тяжести и трения пара о пленку приводит к иной картине течения. Под влиянием силы тяжести пленка конденсата стекает по внутренней поверхности трубы вниз. Здесь конденсат накапливается и образует ручей. На это движение накладывается движение конденсата в продольном направлении под воздействием парового потока. В итоге интенсивность теплоотдачи оказывается переменной по окружности трубы в верхней части более высокая, чем в нижней. Из-за затопления нижней части сечения горизонтальной трубы конденсатом средняя интенсивность теплоотдачи при небольших скоростях пара может оказываться даже более низкой, чем при конденсации неподвижного пара снаружи горизонтальной трубы того же диаметра [48]. [c.155]

В отдельных местах проточной части насоса из-за отрыва струи давление воды может оказаться ниже среднего давления в данном сечении. Если оно будет ниже давления насыщения, то произойдет вскипание воды. Такое местное парообразование в капельной жидкости называется кавитацией. Образующиеся пузырьки пара, попадая в область более высокого давления, конденсируются. Частицы жидкости, стремясь занять место конденсирующегося пузырька, движутся к его центру с очень большими скоростями. При завершении процесса конденсации частицы воды внезапно [c.279]

Сделаем несколько замечаний, относящихся к истечению насыщенных водяных паров через сопла. Как показывает опыт, пар, находящийся перед соплом в насыщенном состоянии, конденсируется при течении с некоторым запозданием, т. е. переходит сначала в пересыщенное состояние. Конденсация водяного пара, в результате которой степень сухости достигает равновесного при данных условиях значения, происходит обычно (при не очень больших начальных давлениях) за минимальным сечением сопла, т. е. после того, как достигнута критическая скорость, и притом очень быстро, с образованием конденсационного скачка уплотнения. Поэтому при расчетах сопел Лаваля для водяного пара необходимо принимать во внимание, что пар в суживающейся части и в- начале расширяющейся части сопла является пересыщенным (переохлажденным). [c.320]

При конденсации в трубах паровой объем ограничен стенками тру- бы. Трубы могут быть достаточно длинными и в них может конденсироваться большое количество пара. Возникает направленное движение пара, причем скорости последнего могут быть очень велики (до 100 м/с и -более). При этом силы трения на границе между паром и конденсатом могут быть значительными. [c.279]

Согласно молекулярно-кинетической теории [Л. 55, 74] скорость конденсации насыщенного пара при не очень больших разрежениях определяется соотношением [c.278]

Принято считать, что эрозию вызывают только сравнительно крупные капли. Однако, как показывают экспериментальные исследования, значительной эрозии подвержены элементы турбин и другое оборудование при больших скоростях потока и очень малых размерах капель м). Так, в частности, детальные исследования алюминиевых клиньев, установленных за соплом Лаваля, показывают значительный износ входного участка клина при числе М>2,5 и размерах капель йк 0 м. На рис. 8.17 представлен относительный унос массы алюминиевого образца в зависимости от расстояния б между образцом и срезом сопла и угла клина р. Влага образовывалась в сопле Лаваля в результате спонтанной конденсации пара. Начальная влага перед соплом отсутствовала. Влажность потока составляла примерно 4 %, а размер частиц м. Функция Ат (б) имеет максимум (кривая 1). Такой характер изменения Дто объясняется, по-видимому, влиянием скачков уплотнения, образующихся на срезе сопла и вызывающих значительное испарение капелек влаги. Кривая 2 на рис. 8.17 отражает влияние угла клина. При небольших р интенсивность головного скачка уплотнения мала угол контакта капель с поверхностью клина также невелик — соответственно незначительный износ образца. При больших углах p,>4 f наблюдается уменьшение уноса металла из-за роста интенсивности скачка уплотнения и увеличения доли испарившейся влаги [154]. [c.289]

Более высокая интенсивность теплоотдачи при капельной конденсации характерна для любых паров, кроме паров жидких металлов. Вследствие очень большой теплопроводности последних жидкая пленка не создает лимитирующего процесс сопротивления, и темп конденсации начинает зависеть от совершенно иных факторов — от возможной скорости подтекания пара к холодной поверхности, а также от сопротивления почти неминуемых загрязнений стенок. [c.155]

Все изложенное относится к теплообмену при конденсации в условиях свободного движения пленки. Если скорость движения пара не очень мала, то начинает сказываться влияние вынужденного движения. Соотношения осложняются, и интенсивность теплообмена зависит как от направления пара по отношению к движению пленки, так и от величины критерия Яе. При больших скоростях движения пара интенсивность теплообмена заметно возрастает. [c.386]

Некоторые экспериментальные факты. Слабые возмущения (Ар/ро<1) по мере своего распространения сильно размазываются из-за очень большой дисперсии, когда скорость высокочастотных возмущений во много раз превышает скорость низкочастотных, ибо скорость низкочастотных возмущений в такой смеси очень мала (см. 2) и, в частности, много меньше, чем в смеси с газовыми пузырьками. Последнее объясняется тем, что давление пара при достаточно медленном сжатии пузырька практически не повышается благодаря конденсации избыточной массы пара. Если начальное воздействие достаточно сильное (Ap/po i), то, как показали эксперименты, характер эволюции волн меняется. [c.116]

При кипении жидкости внутри труб и каналов в условиях вынужденного движения интенсивность отвода пара от поверхности и соответственно величина i зависят от скорости движения и характера турбулентного перемешивания в потоке. Большое влияние в этих условиях на оказывает также паросодержание самого потока. Опыты показывают, что при увеличении паросодержания значения pi уменьшаются. При кипении с недогревом вследствие конденсации паровых пузырьков около теплоотдающей поверхности благоприятные условия для подвода жидкости к поверхности нагрева сохраняются вплоть до очень высоких тепловых потоков Поэтому значения pi при кипении с недогревом обычно оказы ваются достаточно большими, причем с увеличением степени не догрева (определяемого величиной = 4 — ж. где — сред няя температура жидкости в данном сечении) pi увеличивается [c.133]

Последнее, конечно, в значительной мере зависит от диаметра струек, их количества, направления и скорости истечения. Имеются и другие средства интенсификации теплоотдачи. Однако эта задача в большинстве случаев не очень актуальна, так как при конденсации пара теплоотдача и так достаточно высока. Поэтому при проектировании конденсаторов большое внимание следует уделять профилактическим мерам против снижения теплоотдачи вследствие, например, наличия воздуха, неправильного отвода конденсата и подачи пара в аппарат, отложения на поверхности. солей, масла и других загрязнений. Именно эти обстоятельства могут оказаться причиной неудовлетворительной работы конденсаторов. [c.154]

Математическому описанию стационарных п роцессов конденсации пара посвящен ряд работ Нестационарные процессы конденсации теоретически изучались Чангом на основе совместного решения уравнений неразрывности, движения и энергии, записанных для ламинарной пленки при соответствующих граничных условиях. Уравнения были приведены к безразмерному виду и численно решались с помощью электронных вычислительных машин. Полученные автором решения очень громоздки. Поэтому использовать их при расчете и моделировании переходных процессов в МВУ затруднительно. К тому же эти процессы развиваются, как это будет показано дальше, со скоростями значительно большими, чем скорости переходных процессов в других звеньях выпарных аппаратов. [c.17]

Следует отметить, что тепло- и массообмен во влажном газе при определенных условиях сопровождается туманообразова-нием — объемной конденсацией пара, связанной с появлением мельчайших капель жидкости, взвешенных в газопаровой смеси [2, 8, 9 . Это происходит тогда, когда парциальное давление Р пара в смеси становится больше давления насыщения Ps, то есть когда пар становится пересыщенным. Процесс объемной конденсации пара происходит скачком, с очень большой скоростью. Поскольку в аппаратах технических систем всегда есть центры конденсации (мелкие твердые частицы, газовые ионы и др.), то критическая степень пересыщения близка к единице и конденсация может начаться практически по достижении состояния насыщения газа. Туман плохо осаждается на поверхностях и является стоком пара и одновременно источником теплоты, которая выделяется при конденсации пара и расходуется на нагрев прилегающих слоев холодного газа. Более того, над поверхностью жидкости всегда есть слой насыщенного газа, в котором при переменной температуре слоя и наличии центров конденсации тумано-образование является неизбежным, так как зависимость Р = = /( ), определяемая кинетикой переноса массы и энергии, и зависимость Ps — f t), определяемая физическими свойствами жидкости, не совпадают. Совпадение давлений (Рп =Ps) имеет место только на верхней и нижней границах слоя, а между границами избыток пара переходит в туман. [c.24]

Итак, турбина сообщает насосам 7 и 8 необходимое число оборотов. Для нормальной работы системы подачи этого мало. Очень важен нижний порог давления поступающих к насосам компонентов. При больших оборотах лопаточного колеса заметно снижается давление поступающей в насос жидкости. Если местное давление окажется ниже упругости паров при соответствующей температуре, жидкость закипает. Понятно, что это кипение, как и пониженное давление, носит местный характер. Образовавшиеся пузырьки пара, попадая вместе с жидкостью в область более высокого давления, тут же конденсируются. Явление холодного закипания и последующей конденсации паров называется кавитацией. Кавитация страшна главным образом динамическим эффекто.м, связанным с очень большой скоростью конденсации паров и замыканием образовавшихся полостей в жидкости. Лопаточные машины, как правило, кавитационного режи.ма не выдерживают, и для нормальной работы системы подачи необходимо, чтобы давление иа входе в насосы было не ниже значения, которое определяется не только свойствами топливного компонента и его температурой, но и числом оборотов насоса, профилем лопаток и профилем входного канала. [c.112]

Укажем, наконец, что двухфазное течение в охлаждаемых трубах (конденсация движущегося в трубе пара) характеризуется уменьшением скорости смеси по длине канала по этой причине его структура очень сильно зависит от ориентации канала. В вертикальных охлаждаемых каналах устойчивое течение практически возможно лишь для опускного парожидкостного потока, так как при встречном движении пленки конденсата и пара велика вероятность захлебывания (см. гл. 4). При опускном движении конденсирующегося пара в вертикальной трубе самым естественным и основным является кольцевой режим течения. В горизонтальных трубах при малых скоростях смеси всегда возникают расслоенные структуры. Однако при конденсации жидкая пленка непрерывно образуется по всему периметру канала и затем стекает вниз. Поэтому здесь также наблюдается кольцевая структура с большой и увеличивающейся по длине несимметрией в распределении толщины жидкой пленки по периметру трубы. Большая часть расхода жидкости в направлении течения приходится на нижнюю часть сечения канала — ручейковая структура, тогда как наиболее интенсивная конденсация происходит по верхней части периметра, где пленка конденсата тонкая. [c.340]

Еще большее увеличение теплоотдачи получается при подаче пара в виде тонких струек, движущихся с большой скоростью. При ударе таких струек о стенку происходит разрушение пленки и разбрызгивание конденсата. По опытным данным [Л. 80], термическое сопротивление теплоотдачи при этом уменьшается в 3—10 раз. Последнее, конечно, в значительной мере зависит от диаметра струек, их количества, направления и скорости истечения. Имеются и другие средства интенсификации теплоотдачи. Однако эта задача в большинстве случаев не очень актуальна, так как при конденсации пара теплоотдача и так достаточно высока. Поэтому при проектировании конденсаторов большое внимание следует уделять профилактическим мерам против снижения теплоотдачи вследствие, например, наличия воздуха, неправильного отвода конденсата и подачи пара в аппарат, отложения на поверхности солей, масла и других загрязнений. Именно эти вбстоятельства могут оказаться причиной неудовлетворительной работы конденсаторов. [c.143]

Атмосфера М. разреженная, давление у поверхности в зависимости от рельефа изменяется от 0,18 до 1 1сПа. За ср. давление, примерно соответствующее давлению на поверхности ср. уровни (от этого уровня отсчитывают высоту гор и глубину впадин), принято давление в тройной точке на фазовой диаграмме воды (0,61 кИа). Состав атмосферы (%, по объёму) СОз — 95 N2 — 2,7 Аг — 1,6 О2 — 0,15. Содержание водяного пара очень низкое и испытывает заметные суточно-сезонные колебания от менее 1 мкм осаждённой воды в зимнем полушарии до почти 100 мкм осаждённой воды над полярной шапкой летом. Обнаружены отд. районы ловыш. влажности в ср. широтах, а также небольшое кол-во озона, практически не влияющее на ослабление интенсивной солнечной УФ-радиации, проникающей сквозь разреженную атмосферу М. до поверхности. Ср. теми-ра у поверхности близка к эффективной, днём темп-ра поверхности выше, ночью ниже, чем темп-ра атмосферы. Суточно-сезонные вариации темп-ры составляют 100—150 К, мивим. темп-ра на полярных шапках зимой опускается ниже темп-ры конденсации СО2 (148 К при 0,61 кПа). Из-за больших температурных контрастов на поверхности и малой плотности атмосфера М. очень динамична, скорости ветра достигают неск. десятков м/с, а во время пылевых бурь 80—100 м/с. Периоды глобальных пылевых бурь обычно совпадают с противостояниями М. Облака пыли поднимаются да высот 10 км, почти полностью сглаживая температурные контрасты на поверхности. Распределение [c.48]

При конденсации в трубах паровой объем ограничен стенками трубы. Трубы могут быть достаточно длинными и в них может конденсироваться большое количество пара. Пар поступает в трубу из внешней среды и, продвигаясь вдоль трубы, конденсируется. Возникает направленное движение пара, причем скорости последнего могут быть очень велики (до 100 м/сек и более). При этом силы трения на границе между паром и анденсатом могут быть значительными. [c.276]

В паровой фазе время от времени происходят флуктуации, при которых молекулы пара слипаются, образуя молекулярные комплексы — зародыши жидкой фазы. В ненасыщенном паре, когда устойчива газовая фаза, комплексы неустойчивы и вскоре распадаются (испаряются). В пересыщенном паре неустойчивы лишь комплексы очень малых размеров. Увеличение мельчайших комплексов за счет прилипания новых молекул энергетически невыгодно из-за возрастания поверхностной энергии на границе раздела между жидкой и газовой фазами. Рост комплексов достаточно больших размеров энергетически выгоден, так как благоприятный объемный энергетический эффект (выделение скрытой теплоты) при достаточно больших размерах становится больше неблагоприятного поверхностного. При каждой степени пересыщения существуют определенные, критические размеры комплексов. Сверхкритические зародыши с радиусом больше критического) устойчивы, жизнеспособны и обнаруживают тенденцию к дальнейшему росту и превращению в капельки жидкости. Скорость образования жизнеспособных зародышей центров конденсации пропорциональна вероятности появления комплексов критических размеров. Для образования таких комплексов должна быть затрачена некая энергия АФтах нужно преодолеть потенциальный барьер, поэтому вероятность таких флуктуаций по закону Больцмана пропорциональна ехр (—ДФтах/ )- [c.459]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...