ЖИДКОСТИ Кипение — Теплоотдача

Перейдем к подробному научению процессов пузырькового кипения и теплоотдачи в большом объеме жидкости. [c.259]

Как видно из рис. 9.5, б, в области развитого поверхностного кипения разность /ст—практически не зависит от недогрева основной массы жидкости. Поэтому коэффициент теплоотдачи, рассчитанный по этой разности, на всем протяжении рассматриваемой 9 259 [c.259]

Исследования показывают, что закономерность теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении практически не зависит от размеров и формы теплоотдающей поверхности. Вместе с тем опыты обнаруживают, что интенсивность теплообмена может меняться в зависимости от состояния, материала и чистоты поверхности нагрева. Влияние этих факторов на теплоотдачу проявляется, по-видимому, в основном за счет изменения плотности центров парообразования. Улучшение теплоотдачи наблюдалось в ряде опытов при увеличении микрошероховатости металлической поверхности, а также при увеличении теплопроводности материала стенки. Имеются данные, показывающие, что выпадение на поверхность нагрева в незначительном количестве налетов и окислов также может способствовать некоторому увеличению теплоотдачи. Однако значительное загрязнение поверхности снижает интенсивность передачи теплоты за счет появления дополнительного термического сопротивления слоя загрязнений. Экспериментально показано [5], что при увеличении краевого угла 0 (в области смачивания) теплообмен увеличивается. При очень чистых поверхностях и чистой жидкости отмечается снижение теплоотдачи [151. [c.124]

Характер движения жидкости и интенсивность теплоотдачи при кипении в большом объеме определяются в основном свойствами кипящей жидкости и плотностью теплового потока или температурой поверхности. Наступление кризиса в этом случае связывается с переходом пузырькового кипения в пленочное. [c.67]

Принято [Л. 5] различать следующие условия процесса теплоотдачи при кипении кипение в большом объеме при свободном движении жидкости, кипение в большом объеме при вынужденном движении и кипение внутри труб. [c.94]

Здесь а — коэффициент теплоотдачи к вынужденному потоку кипящей жидкости ао — коэффициент теплоотдачи при О, т. е. при отсутствии кипения [например, определяемый по формуле [c.356]

R — радиус трубы А — коэффициент теплопроводности жидкости р — коэффициент теплоотдачи при развитом кипении [c.81]

При значениях ДГ < 5 °С количество отделяющихся от поверхности нагрева пузырьков невелико и пузырьки не способны еще вызвать существенного перемешивания жидкости. В этих условиях интенсивность теплообмена определяется свободным движением жидкости и коэффициент теплоотдачи слабо увеличивается с ростом At. Такой режим кипения называется конвективным (зона естественной конвекции на рис. 3.6). [c.75]

Если повысить давление, под которым находится кипящая жидкость, то интенсивность теплоотдачи увеличится. С увеличением этого давления увеличивается и температура насыщения, при этом уменьшается коэффициент поверхностного натяжения о. В результате величина требуемого перегрева Гц, — Г" для поддержания процесса пузырькового кипения снижается. В этих условиях увеличивается число жизнеспособных зародышей новой фазы вследствие активизации более мелких центров парообразования, что и приводит к интенсификации теплоотдачи. [c.309]

Для определенной жидкости теплоотдача прежде всего зависит от температурного напора. При малых температурных напорах (для воды и при р= ата и А <4°С) теплоотдача практически подчиняется закономерностям, свойственным естественной конвекции однофазной жидкости (без кипения). При увеличении температурного напора начинается развитое пузырьковое кипение, коэффициенты теплоотдачи при этом существенно увеличиваются. Так, например, при кипении воды, находящейся при атмосферном давлении, коэффициент теплоотдачи при температурном напоре, равном 20° С, достигает [c.316]

Перейдем к рассмотрению второго основного фактора, от которого зависит теплоотдача при пузырьковом кипении — частоте отрыва пузырьков. Очевидно, что для обеспечения интенсивного пузырькового кипения важно знать не только количество действующих центров парообразования, но и их производительность , характеризуемую частотой отрыва пузырьков. Очевидно, чем больше частота отрыва, тем интенсивнее динамическое воздействие пузырьков на пристенный слой жидкости, тем больше теплоотдача. Частота отрыва растет с уменьшением отрывного размера пузырька, который является так же, как и мив, параметром процесса. Отрыв пузырька происходит за счет подъемной силы, пропорциональной величине (рш—Рп)1 , где I — примерный размер пузырька, имеющего сложную форму удерживает пузырек поверхностное натяжение, действующее по контуру основания, т. е. сила, равная примерно о1. Отрыв возможен, когда подъемная сила достигла значения силы поверхностного натяжения [c.308]

Процесс теплоотдачи резко интенсифицируется при изменении агрегатного состояния жидкости — кипении воды или конденсации пара. [c.14]

Для металлических жидкостей, смачивающих поверхность нагрева (натрий, сплав натрий — калий, магниевая амальгама ртути), и при тепловых нагрузках, меньших критической, обнаруживается обычная зависимость а от <7, а именно а = Aq , где п Я5=< 0,7. Для жидкостей, не смачивающих поверхность (ртуть, кадмий) и, следовательно, обусловливающих пленочный режим кипения, коэффициент теплоотдачи а уменьшается или, по крайней мере, не растет при увеличении д. Кроме того, как уже было сказано, порядок величии а оказывается существенно меньшим, чем при пузырьковом кипении [Л. 28, 38]. [c.167]

По свидетельству Г. Саттона, в 40-е гг. в США появился интерес к использованию в ЖРД метода интенсификации теплоотдачи от стенки к хладагенту путем доведения последнего до пузырькового кипения [266, с. 305]. Это обстоятельство закономерно привело к необходимости проведения соответствующих научных исследований. В результате появилось весьма много работ, посвященных анализу различных аспектов этого процесса. Так, например, делалась попытка понять особенности зарождения и роста пузырьков пара [155, 217, 239, 241], причины увеличения теплоотдачи при пузырьковом кипении, особенности теплоотдачи при кипении при повышенном давлении [158], анализировался вопрос об изменении коэффициента поверхностного трения при доведении жидкости до пузырькового кипения [242] и т.д. [c.93]

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ [c.174]

Иногда в качестве рабочих жидкостей применяют расплавленные металлы, обладающие значительными достоинствами. Они имеют высокую температуру кипения, большие коэффициенты теплоотдачи и термически устойчивы. Жидкие металлы используют в тех случаях, когда при низких давлениях требуется передавать теплоту высоких потенциалов. Водяной пар для этих условий мало [c.436]

Теплоотдача при кипении жидкости [c.450]

Коэффициент теплоотдачи в условиях свободного движения в большом объеме зависит от физических свойств жидкости, температурного напора и давления. На рис. 28-1 показан график измене-, ns 3 ния коэффициента теплоотдачи воды при кипении и зависимость плотности теплового потока от [c.451]

Для определения коэффициента теплоотдачи и критической величины теплового потока при пузырьковом кипении жидкости в условиях естественной конвекции и в большом объеме Г. Н.Кружи-лин, обработав опытные данные на основании теории подобия, предложил обобщенные формулы в следующем виде [c.451]

Какие уравнения рекомендуют для определения коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости [c.455]

Паровые пузырьки, проходящие через жидкость, перемешивают ее, что приводит к интенсификации теплоотдачи. Поэтому частота отрыва пузырьков и число действующих центров парообразования определяют интенсивность теплообмена при кипении. [c.406]

Непрерывное парообразование на поверхности теплообмена сопровождается поступлением жидкости к этой поверхности. Всплывающие пузырьки пара затрудняют подход жидкости к центрам парообразования. При некоторой величине тепловой нагрузки благодаря большому числу действующих центров парообразования и оттесняющему воздействию пузырьков на жидкость паровые пузырьки объединяются в пленку, которая покрывает сначала отдельные участки поверхности, а затем полностью отделяет жидкость от поверхности нагрева. Пленка непрерывно разрушается и уходит от поверхности нагрева в виде больших пузырей. Вместо разрушившейся паровой пленки возникает новая. Такое кипение называется пленочным. В этих условиях теплота передается от поверхности нагрева к жидкости путем теплопроводности, конвективного переноса и излучения, а испарение происходит о поверхности пленки. Так как теплопроводность пара значительно меньше теплопроводности жидкости, то появление паровой пленки приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи. Тепловая нагрузка при этом также уменьшается (зона С). Когда пленка покрывает всю поверхность нагрева, условия теплообмена стабилизируются и при даль- [c.407]

В области перехода пузырькового кипения в пленочное зависимость q = f (М) имеет максимум. Режим, отвечающий максимальному значению тепловой нагрузки, называют критическим. Критические величины температурного напора, коэффициента теплоотдачи и тепловой нагрузки зависят от природы жидкости и давления, под которым жидкость находится. Например, для воды при атмосферном давлении А/ р = 25°, а р = 5,8 10 вт1(м град) и <7кр = 1,45 10 вт/м , т. е. при этих условиях тепловой поток больше, чем в начале развитого пузырькового кипения, в 250 раз. [c.408]

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]

Теплоотдача при пленочном кипении в условиях свободной и вынужденной конвекции жидкости. Рассмотрим процесс теплоотдачи при пленочном кипении жидкости на вертикальной пластине для услсви11 ламинарного течения пленки пара. [c.269]

При кипении растворов нелет чпх веществ и смесей взаимно растворимых жидкостей зависимость коэффициента теплоотдачи от режимных параметров и свойств раствора (смеси) значительно сложнее, чем при кипении одиокомиоиентных жидкостей. Например, при кипении одиокомпонентных жидкостей коэффициент теплоотдачи с ростом давления непрерывно увеличивается. При кипении раствора вид функции а = /(р) зависит от его концентрации. Из [c.340]

Выражение (4.15) предполагает резкий переход от конвективной теплоотдачи к развитому поверхностному кипению. В действительности между этими зонами существует переходная область, в которой теплота от стенки к потоку жидкости передается пузырьками пара, которые затем могут частично или полностью конденсироваться, и за счет конвекции в жидкости, В ЗПГК теплоотдача в этой области имеет свои особенности. Для их анализа обратимся к рис. 4.3, на котором представлены опытные [c.54]

При обратном снижении тепловой нагрузки поверхности нагрева в условиях пленочного кипения коэффициент теплоотдачи по-прежнему сохраняется небольшим при значительно меньшей тепловой нагрузке, чем критическая (около 230 пвт1м -град). Это указывает на значительрую устойчивость пленочного режима кипения жидкости при снижении тепловой нагрузки. [c.368]

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]

При нагреве чистых жидкостей, если принять специальные меры против загрязнения в испытательной установке, можно достичь перегрева жидкости до температуры, при которой нарушается условие устойчивости существования жидкой фазы в этом случае пар начинает образовываться по всему объему жидкости. В исследованиях теплоотдачи при кипении на твердых П01верхнастях нагрева наблюдаемые температуры обычно существенно ниже этих предельных значений. [c.123]

Пр(И увеличеиии теплового потока пузырьковое кипение в жидком гелии II не озникает, а образуется газовая пленка, отделяющая жидкость от рабочей поверхности (т. е. начинается пленочное кипение). Режим теплоотдачи без кипения отделен от области пленочного кипения переходной областью перепадов температур, соответствующей неустойчивому пленочному кипению. Точка излома кривой соответствует критическому тепловому потоку дкр. При проектировании систем, в которых для охлаждения используется жидкий гелий II, критический тепловой поток имеет очень важное значение. [c.359]

При невысоких тепловых нагрузках отрывающиеся и поднимаюшиеся пузыри мало влияют на движение жидкости. При кипении в свободном пространстве теплообмен определяется естественной конвекцией жидкости, и коэффициент теплоотдачи может быть определен по тем же формулам (2-63) и (2-64) и фиг. 2-29, которые были получены для свободного движения жидкости без изменения ее агрегатного состояния (участок кривой АВ). [c.126]

Теплоотдача с изменением агрегатного состояния происходит и при кипении жидкости. Если кипение просходит в большом свободном объеме, тепло от стенки передается тонкому слою прилежащей к стенке жидкости и дальше— к пузырькам пара, образующимся в отдельных точках поверхности. Это так называемое пузырчатое кипение. Интенсивность теплоотдачи растет с увеличением числа пузырьков. Так, однако, происходит до некоторого предела, когда пузырьки образуют оплошную пленку, мешающую подходу к стенке новых струй кипящей жидкости. Наступает пленочное кипение, характеризующееся уменьшением коэффициента теплоотдачи. [c.53]

Теплоотдача при кипении. В процессе кипения жидкость обычно сохраняет постоянную температуру, равную температуре насыщения Поверхность, к которой подводится тепловой поток, перегрета сверх t на Д/. При малых значениях At теплота переносится в основном путем естественной конвекции, коэффициенты теплоотдачи можно рассчитать по формуле (10.10). При увеличении перегрева поверхности на ней образуется все большее число паровых пузырей, которые при отрыве и подъеме интенсивно перемешивают жидкость. Вначале это приводит к резкому увеличению коэффициента теплоотдачи (рис. 10.3) (пузырьковый режим кипения), но затем парообразование у поверхности становится столь интенсивным, что жидкость отделяется от греюш,ей поверхности почти сплошной прослойкой (пленкой) пара. Наступает [c.87]

При пузырьковом кипении жидкости в большом объеме коэффи-цггеит теплоотдачи может быть подсчитан по формуле [11] [c.174]

Лабунцов Д. А. Обобщенные зависимости для теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкостей. — Теплоэнергетика, 1960, № 5, с. 76—81. Обобщенные зависимости для критических тепловых нагрузок при кипении жидкостей в условиях свободного движения. — Теплоэнергетика, 1960, №7, с. 76—80. [c.285]

Рост пузырьков до отрыва от обогреваемой поверхности и движение их после отрыва вызывают интенсивную циркуляцию и перемешивание жидкости в пограничном слое, вследствие чего резко возрастает интенсивность теплоотдачи от поверхности к жидкости. Такой режим называется пузырьковым кипением. При пузырьковом кипении вся теплота от пбверхности нагрева передается пограничному слою жидкости, так как площадь соприкосновения ножек пузырьков пара с поверхностью весьма незначительна. [c.450]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...