Теплообмен при кипении и конденсации

Во второй части приведены основные способы переноса теплоты теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Теплопроводность стационарная и нестационарная исследованы аналитически, методом аналогий и численно на ЭВМ. Конвективный теплообмен стационарный исследован методом теории пограничного слоя и экспериментально, а нестационарный — путем решения сопряженной задачи на ЭВМ. Рассмотрены различные методы расчета процессов аналитический, полуэмпирический, эмпирический и численный на ЭВМ. Описан теплообмен при кипении и конденсации. Рассмотрены примеры расчета теплообменных аппаратов. [c.4]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ И КОНДЕНСАЦИИ [c.102]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ И КОНДЕНСАЦИИ 4-1. ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ [c.110]

Глава четвертая. Теплообмен при кипении и конденсации. . 110 [c.342]

Глава 13. ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ И КОНДЕНСАЦИИ [c.73]

Для расчета двухфазных потоков с внешним теплообменом весьма важным является знание коэффициентов теплоотдачи при кипении и конденсации в каналах. Для установившихся процессов теплопередачи при изменении агрегатного состояния вещества постоянную температуру, равную температуре насыщения, имеет лишь возникающая фаза. Начальная же фаза имеет более высокую или более низкую температуру в зависимости от направления процессов теплопередачи. Наличие разности температур является необходимым условием возникновения процессов массообмена. [c.257]

Различают конвективный теплообмен в однофазной и двухфазной средах (в частности, при кипении и конденсации) при свободном движении жидкости и газа (свободная, или естественная, конвекция) и при вынужденном движении (вынужденная, или принудительная, конвекция). [c.240]

Основные определения. 12.2. Передача теплоты теплопроводностью. 12.3. Теплообмен при внешнем обтекании твердого тела жидкостью. 12.4. Теплообмен при течении жидкости в трубе. 12.5. Теплообмен при кипении жидкости и конденсации пара. [c.330]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ И КОНДЕНСАЦИИ ПАРА [c.464]

Аналогично теплообмену при кипении интенсивность переноса теплоты от паровой (или паровоздушной, пароводяной и др.) смеси к поверхности может быть увеличена путем конденсации этой смеси на поверхности. [c.526]

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]

При выводе расчетных формул теплопередачи (см. гл. 6) было принято, что в данной точке или сечении теплообменного устройства температура рабочей жидкости постоянна. Однако это положение для всей поверхности справедливо приближенно лишь при кипении жидкости и конденсации паров. В общем случае температура рабочих жидкостей в теплообменниках изменяется горячая охлаждается, а холодная нагревается. Вместе с этим изменяется и температурный напор между ними M =(t —t2)i. В таких условиях уравнение теплопередачи (8-1) применимо лишь в дифференциальной форме к элементу поверхности dF, а именно [c.229]

Под действием центробежных сил процессы тепло- и массообмена в ЦТТ протекают значительно интенсивнее, чем в обычных ТТ. Поле центробежных сил усиливает естественную конвекцию, что приводит к увеличению коэффициентов теплоотдачи от стенки испарителя к рабочей жидкости возрастает значение критической плотности теплового потока при кипении, значительно увеличивается тепловой поток, передаваемый ЦТТ, по сравнению с капиллярными ТТ и термосифонами. В зоне охлаждения центробежные силы эффективно удаляют пленку жидкости с поверхности конденсации, в результате достигаются высокие значения коэффициента теплоотдачи. Интенсифицируется также теплообмен ЦТТ с окружающей средой. Вышеперечисленные факторы делают возможным создание на базе центробежных тепловых труб компактных высокоэффективных теплопередающих устройств, а также различного рода теплообменников. [c.81]

Если не учитывать теплообмен ЦТТ с окружающей средой и не рассматривать теплопередачу через стенки, то величина теплового потока, передаваемого ЦТТ, зависит от протекания двух процессов теплообмена при кипении рабочей жидкости в зоне нагрева ЦТТ и при конденсации пара в зоне охлаждения. На интенсивность этих процессов существенное влияние оказывают поле центробежных сил, организация движения рабочей жидкости по поверхности теплообмена, взаимодействие потоков пара и жидкости, наличие неконденсирующихся газов, состояние поверхности теплообмена и др. [c.84]

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]

Подробный формальный вывод критериев подобия теплообмена при пузырьковом кипении дан в монографии автора, посвященной теплообмену при конденсации и кипении. [c.345]

Изложенное толкование термодинамического подобия позволяет разработать специальную методику обобщений опытных данных по теплообмену и критическим нагрузкам при кипении, по теплообмену при конденсации и для других видов теплообмена, в которых рабочая среда находится на линии насыщения, В этих случаях конвективный теплообмен а определяется комплексом некоторых физических свойств X, х, а, г, L, гео- [c.82]

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]

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]

Волошко А. А, Внутренние физические характеристики процесса парообразования.— В кн. Теплообмен и гидро- и газодинамика при кипении и конденсации. Новосибирск, 1979, с. 6—10. См. также Волошко А. А., Вургафт А. В. Динамика отрыва парового пузыря при кипении в условиях свободного движения.—ИФЖ, 1970, т. XIX, № 1, с. 15--20. [c.437]

Аагрузочная характеристика теплообменного аппарата. Иногда для определения коэффициента теплопередачи (например, при кипении и конденсации) требуется знать неизвестные в начальной стадии теплового расчета величины q и At. С этой целью проводят ряд последовательных приближений, задаваясь q и At и проверяя затем их значения. [c.221]

Повышение качества оборудования — основной девиз, выдвигаемый 10-м пятилетним планом перед промышленностью. Создание надежно работаюш,его теплообменного оборудования имеет весьма важное значение для развития энергетики и других отраслей народного хозяйства. В эпоху научно-технической революции суш ествуюш ие нормативные материалы быстро устаревают, поэтому важное значение приобретает своевременная публикация новых достижений по рассматриваемому направлению. В конце 1975 г. в Ленинграде созывалось всесоюзное совещание под эгидой Научного совета АН СССР по комплексной проблеме Теплофизика , на котором проводилось комплексное обсуждение ряда вопросов теплообмена и гидродинамики двухфазных потоков применительно к парогенераторостроению. Особое внимание было уделено выяснению особенностей теплообмена при кипении и конденсации в условиях длительной эксплуатации энергетического оборудования, когда на теплоотдающей поверхности появляется накипеобразование, а также анализу таких специфических вопросов, как влияние примесей на зародышеобразование при кипении, внутренняя нестационарность при движении двухфазных потоков, волновое течение тонких слоев жидкости и т. п. В связи с этим возникает ряд новых научных проблем, в первую очередь сопредельных, решение которых становится обязательным. [c.3]

Увеличение перегрева стенки ведет к росту числа одновременно действующих центров парообразования, что сопровождается ростом интенсивности теплообмена. Для кипения характерна очень сильная зависимость плотности теплового потока q от перегрева стенки относительно температуры насыщения это кардинально отличает теплообмен при кипении от однофазной конвекции и от конденсации. Зависимость (А Т) называют кривой кипения, или кривой Нукияма, по имени японского исследователя, впервые описавшего эту зависимость в 1935 г. Типичная кривая кипения со схематическим изображением механизма теплообмена при различных сочетаниях плотности теплового потока и перегрева стенки АТ = представлена на рис. 8.3. Пусть жидкость в обогреваемом сосуде находится при температуре насыщения, отвечающей давлению над ее уровнем. Обогреваемая поверхность, например, в виде обращенной вверх пластины с адиабатной нижней поверхностью размещена под уровнем жидкости. Дополнительное гидростатическое давление столба жидкости над нагревателем обычно составляет ничтожную долю от. По обеим координатным осям используется логарифмический масштаб. [c.343]

Теплопередача от одного теплоносителя другому включает в себя теплоотдачу от греющего теплоносителя к стенке (конвективный теплообмен, теплообмен при конденсации), теплопроводность через стенку и теплоотдачу к нагреваемому или испаряемсму теплоносителю (конвективный теплообмен, теплообмен при кипении). [c.161]

Одним из основных элементов в любой установке, работающей при криогенных температурах, является теплообменное оборудование. Оптимальное устройство такого оборудования требует энания характеристик теплопередачи различных криогенных жидкостей и материалов. Теплопередача к криогенным жидкостям обычно сопровождается изменением фазового состояния, т. е. кипением или конденсацией. Как отмечалось выше, были проведены многочисленные исследования характеристик жидкостей, кипящих при температурах, близких к комнатной, и при криогенных температурах. Одна из причин столь значительного интереса заключается в том, что термическое сопротивление жидкостей лри кипении обычно выше, чем при конденсации. Испаряющаяся пленка жидкости, являющаяся одним из параллельных термических сопротивлений в задаче теплопередачи, лредставляет собой определяющее сопротивление. И наоборот, пленка конденсата обычно имеет относительно низкое термическое сопротивление, которое не является определяющим в аналогичной ситуации. В то же время исследования криогенных жидкостей показали, что это не всегда верно. Для азота термические сопротивления при испарении и конденсации примерно одинаковы, тогда как водород имеет более низкое термическое сопротивление при испарении, чем при конденсации. К сожалению, экопериментальные данные по конденсации криогенных жидкостей недостаточны, а результаты некоторых исследований довольно противоречивы. Например, результаты исследований кислорода и азота хорошо согласуются с теорией конденсации, тогда как данные для водорода и дейтерия значительно отличаются от теоретических в том же диапазоне разностей температур. [c.222]

Теплообменные процессы, сопровождающиеся кипением и конденсацией, широко распространены в технике. Они встречаются во многих типах энергетических установок летательных аппаратов, в системах кондиционирования воздуха в кабинах, при термостатировании баков, отсеков с аппаратурой и отдельных приборов. Применение криогенных топлив для двигателей летательных аппаратов также сопряжено с больпшм разнообразием теплообменных процессов, сопровождающихся кипением и конденсацией в области низких температур. [c.238]

Теплообменным аппаратом называется устройство, в котором жидкость более высокой температуры передает теплоту другой жидкости более низкой температуры. Если передача теплоты происходит без изменения агрегатного состояния (при отсутствии кипения или конденсации), то температуры обеих жидкостей в процессе теплопередачи изм( ияются. [c.408]

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]

Третье издание книги подверглось существенной переработке н включает новые материалы. Расширена глава 1, в главе 3 значительно сокращен старый материал и добавлен новый раздел по гидродинамике жидких металлов в магнитном поле. Глава 4 изложена в соответствии с современными взглядами на турбулентность. В главе 5 расширен раздел, посвященный теоретическим работам, значительно сокращен материал, относящийся к экспериментальным работам по теплообмену в трубах, включены одобренные рекомендации. Глава 6 —о теплообмене в щелевых зазорах — написана заново. Материал по теплообмену при обтекании пластин и теплообмену в поперечнообтекаемых пучках труб выделен в самостоятельную главу 7. Глава 8 включает данные о теплообмене при продольном обтекании жидким металлом пакетов из труб и стержней. Здесь же изложены современные методы расчета теплообменников с двусторонним жидкометаллическим обтеканием. Глава 9 дополнена данными по конвекции в зазорах и по учету взаимодействия свободной и вынужденной конвекции. Существенно переработаны главы 10 и 11, посвященные конденсации и кипению. Заново написана глава 12, где изложены вопросы технологии работы с жидкими металлами (химический анализ, очистка, механизм коррозии и т. д.). [c.3]

Имеющиеся данные по конвективному теплообмену при конденсации и кипении позволяют определить коэффициенты теплоотдачи со стороны обоих теплоносителей, а следовательно, и коэффициент теплопередачи. При горизонтальных, т. е. паротрубных аппаратах, конденсация первичного пара происходит на внутренней поверхности горизонтальных труб и коэффициент теплоотдачи подсчитывается по формуле (106). Кипение происходит в межтрубном пространстве и коэффициент теплоотдачи определяется по формуле (92), относящейся к кипению в большом объеме. При вертикальных, т. е. водотрубных аппаратах, конденсация происходит на наружной поверхности вертикальных труб и коэффициент теплоотдачи подсчитывается по формулам (96) или (97). Коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей воды до сих пор обычно рассчитывался без учета циркуляции воды по формуле (92). В расчетные формулы для коэффициентов теплоотдачи при конденсации и кипении входят значения частного температурного напора, т. е. разности температур среды и соответственной поверхности стенки. Так как последняя температура неизвестна, то приходится задачу решать или аналитическим путем последовательных подборов значений температуры, или графоаналитическим методом (построением графика q = f Lt) (см. 16). При расчетах необходимо учитывать загрязнение трубок со стороны кипящей воды. При отсутствии более точных данных сопротивление слоя накипи можно принимать в пределах [c.367]

При кипении на раскаленной проволоке (см. рис. 2.66) также возникает устойчивая паровая пленка, теплообмен в которой определяется теплопроводностью пара. Интенсивность теплообмена и здесь невысока. Если ввести ряд упрощающих предпосылок, то задачу можно рещить аналитически, аналогично тому, как рещена она Пуссельтом для пленочной конденсации. Для ламинарного режима течения пара в пленке получено [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...