Зона испарения

Одним из оригинальных устройств, использующих в качестве промежуточного теплоносителя пар и его конденсат, является герметичная труба, заполненная частично жидкостью, а частично паром (рис. 13.5). Такое устройство, называемое тепловой трубой, способно передавать большие тепловые мощности (в 1000 раз больше, чем медный стержень тех же размеров). На горячем конце тепловой трубы за счет подвода теплоты испаряется жидкость, а на холодном — конденсируется пар, отдавая выделившуюся теплоту. Конденсат возвращается в зону испарения либо самотеком, если холодный конец можно разместить выше горячего, либо за счет использования специальных фитилей, по которым жидкость движется под дей- [c.105]

Потенциалом диффузионного переноса является а потенциалом эффузионного переноса — Так как температура поверхности испарения меньше температуры па внешней поверхности материала в зоне испарения возникает значительный градиент эффузионного переноса, что обусловливает интенсивный перенос пара через зону испарения. [c.515]

Перенос тепла и вещества с поверхности материала в окружающую среду происходит в основном молекулярным путем (теплопроводность и диффузия). Но наличие интенсивного эффузионного переноса пара в зоне испарения, усиливающегося явлением теплового скольжения, создает градиент давления в зоне. Это изменяет механизм переноса пара в пограничном слое. Пар, выходя с боль- [c.515]

Зависимости 2...7 изображают распределение температур и давления при нахождении начала зоны испарения в сечении установки термопар с соответствующим номером. Они получены в режимах с различными начальными температурами воды. Штриховая кривая I соединяет параметры точек положения начала зоны испарения. [c.78]

Из сравнения данных, приведенных на рис. 6.2 и 6.3, видно, как повышение интенсивности нагрева приводит к все более резкому (рис 6.2) и, наконец, скачкообразному (рис. 6.3) увеличению температуры поверхности при углублении фронта зоны испарения внутрь пористой стенки. При этом для результатов, приведенных на рис. 6.2, дальнейшее возрастание температуры внешней поверхности пористой стенки происходит скачкообразно. Величина скачка температуры определяется условием теплообмена между пористой стенкой и газовым потоком. [c.130]

Физическая природа неустойчивости объясняется тем, что сопротивление матрицы потоку пара во много раз больше, чем потоку жидкости. Поэтому незначительное изменение положения области испарения внутри пористой стенки вызывает заметное изменение гидравлического сопротивления, что при постоянном перепаде давлений на стенке приводит к существенному изменению расхода охладителя. Так продолжается до тех пор, пока граница зоны испарения не выходит за пределы проницаемой матрицы. [c.132]

Следующим шагом бьш учет разности температур между матрицей и охладителем Т Ф t) и конечной протяженности зоны испарения (К --L ФО). Недостатком этих работ является отсутствие обоснованных данных по интенсивности теплообмена в области испарения. [c.133]

Все остальные кривые, изображенные на рис. 6.13, соответствуют режимам испарительного охлаждения с полностью сухой внешней поверхностью. Штрихпунктирные линии L приближенно дают зависимость температуры в начале области испарения от ее координаты. Пересечение линии L с любой кривой определяет координату начала зоны испарения и температуру пористого металла в ней для соответствующего режима. [c.146]

Интересно отметить, что когда после окончания экспериментов давление в этом отрезке понижалось до атмосферного, то объем пузырька был мал по сравнению с исходным - воздух растворился под давлением в деаэрированной воде. Этот малозначительный на первый взгляд факт приобретает особое значение в связи с условиями правильной организации эксперимента. Если измерительный стенд содержит упругий объем (например, неисчезающий газовый пузырек), то его сжатие и расширение могут вызвать колебательное изменение расхода охладителя через образец и, как следствие - незатухающие колебания в системе. Так и было в первоначальных экспериментах, когда не удавалось добиться стабильной работы и наблюдались периодические пульсации давления перед образцом и температур во всех его точках с периодом 140-200 с (см. рис. 6.18). Такой режим является проявлением колебательной неустойчивости объединенной системы образец - гидравлический стенд, при котором происходит периодическое быстрое перемещение зоны испарения то на внешнюю (прорыв жидкости, резкое снижение кривых изображено на рис. 6.18), то на внутреннюю поверхность стенки (закипание до входа в нее, пик кривых). [c.151]

Будем решать одномерную задачу распространения теплоты в пористой стенке (см. рис. 6.1) при допущениях о бесконечно малой толщине зоны испарения К - L -> О (поверхность испарения с координатой L) и о локальном тепловом равновесии T = t между матрицей и охладителем. Распределение температуры на паровом участке течения охладителя (i < Z < б) описывается уравнением [c.157]

Экспериментальное исследование испарительного жидкостного охлаждения пористого металлокерамического твэла (результаты приводятся ниже), показало, что распределение температуры внутри него существенно зависит от режима истечения охладителя (рис. 7.1). Вариант б соответствует истечению двухфазной смеси, а — перегретого пара. Причем если в первом случае выполняется условие адиабатичности в начале зоны испарения (максимум температуры Т пористого материала при Z =L), то во втором имеет место монотонное повышение температуры проницаемой матрицы как в начале Z = , так и в конце Z = К зоны испарения и условия адиабатичности здесь не выполняются. [c.160]

В зоне испарения (L < Z < К) температура паровой фазы смеси равна локальной температуре насыщения /2 (р) > а распределение температуры Т2 пористого каркаса определяется уравнением [c.161]

Учитывая условие (7.4) адиабатичности в начале зоны испарения, его [c.162]

Принимая допущение о постоянстве величин /j, йу в зоне испарения, решение уравнений (7.6) при граничных условиях (7,7) для варианта б можно получить в аналитическом виде [c.163]

На рис. 7.3 представлена зависимость 01 температуры вытекающего пара з (5) длины зоны испарения к - I я величины "2 при значениях параметров, отмеченных точками на рис. 7.2. [c.164]

На рис. 7.4 приведены примеры распределения температуры проницаемой матрицы в зоне испарения для тех же условий. При этом для точек I-III соответственно к - I =0,170 0,081 0,030 О (к) = 5,39 16 56 С. [c.164]

Рис. 7.4. Изменение температуры пористого материала в зоне испарения при параметрах системы, соответствующих точкам на кривых 1, 2, 3 на рис. 7.2

Па и Гз (б) = 500 °С имеем (к -/ )ад =0,67. Повышение температуры 1з(5) вытекающего перегретого пара от 100 до 500° С вызывает очень незначительное уменьшение координаты /ад начала зоны испарения (ее углубление) - переход от кривой 3 к 1. [c.165]

Основные вопросы, связанные с протеканием ряда физических и химических процессов в облаке перемещающихся мелкодисперсных капель или твердых частиц, рассмотрены в работе [253]. В такой системе жидкое рабочее вещество (раствор, шлам или коллоидальная суспензия) разбрызгивается в верхней части нагревательной ко.лонки. Затем оно последовательно проходит зоны испарения, высушивания и химической реакции в виде облака частиц, переносимого образовавшимся паром. Если рабочее вещество представляет собой твердые частицы, стадии испарения и высушивания отсутствуют. Возможные реакции можно подразделить на окислительные, восстановительные и пиролитические [476]. Целый ряд химических процессов исследовался в реакторах диаметрами 102, 204 и 305 мм и высотой 4,58 м. Это были [c.200]

Результаты опытов, приведенные на рис. 6.2, в системе координат е J) показаны на рис. 6.3. Четкая однозначная связь между новыми характеристиками позволит использовать ее в расчетах процессов и аппаратов. При накоплении большого числа данных е и У возможен анализ форм связи влаги с продуктом и механизма перемещения зоны испарения. [c.135]

Если термовлагопроводность более интенсивна, чем влагонро-водность, то влага будет перемещаться по направлению потока теплоты, т. е. в направлении увеличения влагосодержания — от поверхности материала к середине, а влагопроводность будет уменьшать поток влаги. Например, это явление наблюдается в первый момент сушки инфракрасными лучами или в процессе выпечки хлеба, перемещение влаги в направлении потока теплоты будет постепенно увеличивать градиент влажности, отчего влагопроводность будет становиться более интенсивной, и наконец, наступит равенство этих движущих сил —термовлагопроводность будет полностью уравновешивать влагопроводность. С этого момента влажность в центральных слоях, будет оставаться постоянной, а сушка будет происходить за счет углубления зоны испарения, при этом перемещения влаги в центральных слоях не будет. [c.506]

Как показали исследования Н. С. Михеевой, процесс сушки происходит при непрерывном углублении поверхности испарения, в результате чего образуется зона испарения, толщина которой постепенно увеличивается. Е сли иепаригие проггсходпт на поверхности материала, то в адиабатных условиях температура поверхности постоянна и равна температуре мокрого термометра [c.514]

При углублении поверхности испарения температура внутри материала ниже, чем на его внешней поверхности. Таким образом, в зоне испарения создается температурный папор, увеличивающийся от на поверхности материала до на поверхности испарения. А с увеличением температурного напора в направлении потока теплоты (от поверхности материала внутрь) увел1[-чивается коэффициент теплоотдачи. Следовательно, при углублении поверхности испарения коэффициент теплоотдачи больше, чем при испарении на внешней поверхности. При этом с уменьшением интенсивности массообмена (к концу процесса сушки) снижается и интенсивность теплообмена. Поэтому массообмен влияет на теплообмен. [c.514]

Если в материале имеются капилляры радиусом / >10 см, то через зону испарения происходит смешанный диффузнонно-эф-([1узионный перенос пара. [c.515]

Диффузионный перенос пара в макрокапиллярах осложняется явлением теплового скольжения. Если по длине капилляра имеется перепад температуры, то возникают циркуляционные токи воздуха у стенок капилляра — против потока теплоты, а по оси — в направлении потока теплоты. Так как у поверхности испарения внутри материала температура капилляров ниже, чем у внешней поверхности, то возникает движение газа к поверхности материала. Таким образом, тепловое скольжение усиливает перенос пара через зону испарения к поверхности материала, т. е. повышает ннтенснв-иость массопе])еноса. [c.515]

Углубление поверхности испарения видоизменяет механизм переноса теплоты и массы вещества как внутри материала (виут-ренний тепло- п массоперепос), так и вне его (вие1нний тепло- и массобмен). Поэтому теило- и массообмен между поверхностью влажного высуншваемого материала и окружающей средой должен рассматриваться как сочетание тепло- и массопереноса в зоне испарения внутри материала и в пограничном слое воздуха. [c.516]

В выражении (7.28) т — время пребывания топлива в зоне испарения Пр — среднемедианный диаметр капель спектра распыла топлива по Проберту — температура газа в зоне горения Гр — равновесная температура испаряющейся капли топлива. Значения z н d колеблются в пределах т 0,01-0,05 с (по Проберту) 8-18 мк [170]. Принимая среднемассовую температуру в зоне горения равной 1500 К, а равновесную температуру 7р испаряющейся капли керосина равной 503 К [11], из (7.28) [c.342]

Особенно интересные результаты получены при измерении распределения температуры по толщине пористого образца с объемным тепловыделением и при визуальном наблюдении картины истечения двухфа> ной смеси на его внешней поверхности. В таких режимах профиль температуры имеет максимум в начале области испарения. После него в направлении к внешней поверхности, несмотря на интенсивный подвод теплоты от матрицы к двухфазному потоку, температура последнего, а вместе с ней и температура матрицы в зоне испарения понижается вслед за температурой насыщения паровой фазы испаряющейся смеси. В этой зоне на рассмотренный ранее процесс дросселирования двухфазной смеси накладывается интенсивный подвод теплоты от каркаса. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что вплоть до достигнутой плотности объемного тепловыделения = 14 10 Вт/м между порис-80 [c.80]

При движении испаряющегося теплоносителя в пористых нагреваемых материалах в отличие от фильтрации двухфазных смесей в грунтах не может быть неподвижной защемленной фазы. В начале области испарения образующиеся пузырьки пара мгновенно заполняют поры и являются источниками паровых микроструй - нет неподвижных защемленных пузырьков. В конце зоны испарения обволакивающая пористый каркас движущаяся микропленка при прекращении подвода жидкости сразу же испаряется и исчезает. Поэтому для относительных фазовых проницаемостей выполняются условия [c.90]

Наиболее нежелательным и опасным явлением в системе испарительного транспирационного охлаждения является неустойчивость процесса, которая не позволяет стабилизировать положение области испарения внутри проницаемой матрицы. Небольшие колебания параметров приводят к неконтролируемому продвижению фронта зоны испарения с внешней поверхности пористой стенки на внутреннюю, сопровождаемому сме- [c.131]

Штрихпунктирные линии К приближенно представляют зависимость температуры в конце зоны испарения от координаты. Участки температурных зависимостей между линиями L и. К показьшают распределение температуры проницаемой матрицы и охладителя в области испарения. В 146 [c.146]

Необходимо дать пояснения по аналитической модели процесса. Охладитель подается по нормали к внутренней поверхности. Известна интенсивность теплообмена на входе — условие (7.3). Координата Z =L начала зоны испарения определяется из условия достижения охладителем состояния насыщения (fj = fj, i = i ), причем зарождение паровых пузырьг ков внутри пористых металлов происходит практически в условиях термодинамического равновесия, т. е. Tj - h z=L 1 °С- В варианте б температура пористого каркаса в точке Z =L достигает максимума Г ах и поэтому здесь выполняется условие адиабатичности МТу/с , = = ydTildZ = 0. В варианте а через начало области испарения происходит передача теплоты теплопроводностью на жидкостной участок, поэтому здесь последнее из граничных условий (7.7) является уравнением теплового баланса. Аналогичное условие (7.8) соблюдается и в окончат НИИ зоны испарения, координата z =К которой рассчитывается из условия, что энтальпия охладителя равна энтальпии i" насыщенного пара. [c.161]

Безразмерный параметр fi представляет собой отношение количества теплоты, выделенной на жидкостном участке за счет объемного теп-ловьщеления, к суммарному количеству теплоты, поглощенной потоком охладителя до входа в элемент и на жидкостном участке. Если Ех = 1, то через начало области испарения тепловой поток не проходит и Bbh полняется условие адиабатичности (7.4). При 1 < 1 через фронт зоны испарения теплота теплопроводностью передается на жидкостной j ao-ток - условие (7.7). [c.162]

Для оценки результатов (7.14). ..(7.19) их интересно сравнить с данными, получаемыми в предположении адиабатичности обеих границ зоны испарения, когда MTIdZ = О при Z =L к при Z = К. Ъ последнем случае El = 1, 2 = 1, а протяженность отдельных участков течения охладителя определится из простых уравнений теплового баланса для границ области испарения и внешней поверхности твэла [c.164]

На основании приведенных на рис. 1.2...15 данных и особенно в результате сравнения изображенных на рис. 1.2, а л 1.5 значений длины к - I области испарения можно сделать важный вывод о том, что для рассмотренных условий передача теплоты теплопроводностью из парового участка в зону испарения качественно изменяет характер теплообмена, Протяженность зоны испарения резко сокращается вследствие увеличения длины парового участка и при интенсивности объемного теплообмена h = 10 Вт/ (м - К) (7 =31,6) ее толщина не превьппает к - 1 = 0, вместо Оад Oi67 при отсутствии теплового потока из парового З астка. Следует отметить, что при малой величине к - I справедливо допущение о постоянстве в зоне испарения. [c.165]

Как следует из (7.14), температура пористого материала в зоне испарения возрастает по экспоненциальному закону и ее повышение в основном определяется тепловым потоком, передаваемым из парового участка. Вклад учитывающего объемное тепловьщеление слагаемого qjh очень мал. Наличие конечной разности температур при высокой [c.166]

С повышением температуры вытекающего перегретого пара и температуры пористого каркаса на паровом участке дпина области испарения практически не изменяется (см. рис. 7.3), но вся она постепенно перемещается к внутренней поверхности элемента. Интересно отметить, что при Гз (5) = 100 °С, когда испарение охладителя завершается на внешней поверхности твэла, имеем к = Ei= I = 0,128 к 1 =0,872. Эти величины существенно отличаются от результатов, приведенных на рис. 7.3, экстраполяцией данных в крайнюю левую точку Гз (б) = 100 °С. Это значит, что после высыхания внешней поверхности при последующем незначительном увеличений объемного тепловыделения происходит ре> кое сокращение длины зоны испарения вследствие углубления ее с внешней поверхности на значительное расстояние внутрь пористого элемента. При этом температура материала на внешней поверхности возрастает и почти вся вьщеляемая на высохшем паровом участке теплота, до этого непосредственно поглощавшаяся испаряющимся охладителем, теперь передается теплопроводностью в зону испарения. При дальнейшем повьь шении объемного тепловыделения и увеличении температуры вытекающего перегретого пара возрастает температура пористой матрицы на паровом участке, но ддина зоны испарения практически не изменяется и вся она постепенно перемещается к внутренней поверхности элемента. [c.166]

По-видимому, падение би в начальном периоде объясняется испарением поверхностной влаги, дальнейшее плавное снижение Си происходит за счет углубления зоны испарения. Зона испарения не достигает нижней границы образца и после 8 ч обдува воздухом, что подтверждается органолептически — нижняя поверхность образца остается такой же влажной, как и в начале. Очевидно, что характер зависимости е (х) должен быть разным для материалов разной структуры, поэтому дальнейшие опыты проводились с типичным капиллярно-пористым материалом (речной песок фракцией 0,1...0,4 мм), коллоидным телом (2,5 %-ный гель агар-агара) и коллоидным капиллярнопористым продуктом (говяжье мясо). [c.133]

Цель пульверизации заключается в увеличении поверхности соприкосновения жидкости с воздухом и газами. Поверхность при этом возрастает в несколько тысяч раз. За счет сильного излучения горяшегофЭ кела капельки очень быстро испаряются и подвергаются термическому разложению (крекингу). На рис. 17-13 изображена схема факела с нанесением характерных зон испарения, крекинга и горения. Эвд зоны в некоторой мере накладываются одна на другую. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...