В. П. Исаченко, В.А. Осипова, А. С. Сукомел - Теплопередача (1013600), страница 65
Текст из файла (страница 65)
С повьпоенисп турбулнзацпн и у<ончением жидкостной прослойки < интенсивность теплоотдачн <велнчивается. Однако эффеит турбулиза- ~ цин является существенным лишь при незначительных перегревах, а определяюп<им фактором янляе<ся изменены толщины жидкосгнои 1 прослойки под паровыии пузырями. С увеличением перегрева жидкости увеличнваются интенсивность парообразонасня в каждом центре и число этих центров, толщина жидкостной прослойки уменьшается, .а интенсивность теплообмена увеличивается.
Рассмотрим характер изл<енения плотности теплового потока ог перегрева жидкости (кривая кипения). При унелнчении температурного напора тепловой поток проходит через максимум (рнс. 13-4). Максимуму теплообиена предшествует конвективная область 1, соответствующая малым перегрева<< жидкости, н область развитого кипения 3. Между ними находится область неустойчивого кипения Я. Опа характеризуется малой плотностью центров пар<юбразовапия Пройдя максимум, д постепенно снижаетсп па мере вытеснения пузырькового кипении пленочным.
После перекидной области ! насту- 301 пает режим ушайчиваго пленочного кипения. В эши режиме аа участке 5 лучистый перенос тепла относительна невелик, а па !частке б он приобретает сушестиениас значение. Величина каэффациеита теплоотдачи увеличивается также с увеличением Л! в области пузырькопого и / пленочного режимов. Однако в последнем случае это увеличение и существенно меньше, чем увеличение р. Приведенная кривая кипения яе охватывает всех возлюжнык режимов л кипения, что показана в работах В.
И. Субботина и др (!! 1Тба). Так, при тщательной дегазации системы, 1 Де трд а также при кипении в устпниях порее гэ-е Зеегкел~есть ниженных давлений мажет иметь мерт серегреее э«к«ос е аа егкелмегь Е !з теки« «) Ста затягивание режима к«паек!!ии Ло высоких перегревов жидкости (линия АБ). Верхняя граница этих перегревов определяется спонтанным образованием паровых зародышей в объеме жидкости. Прн кипении несмачиваюших жидкостей (0>90') пленочный режим может нагаться нри малых перегревах (линия ВГ).
Ж. Влгшкие способа обогрева поверхности теплопблееп На рис. !3-4 и 13-5,п показаны кривые кипения с постепенным пе. реходам пузырькового режима е пленочный. Постепишый переход пуаырькавого режвма в пленочный наблюдается при обогреве канденспрующимся паром. Эти условия характеризуются тем, чпз устанавливается постоян- ная температура поверхности теплообмена (Т,=сопэРВ При паровом обогреве независчмои от процесса теплообмена является температура поверхиости Т, а следовательно, и температурный напор 01=.Т„ — Т . Поэтому тепловой поток, тводимый о~ ь..
верхности в переходной области, постепенно уменьшается по мере ухудгпеннв интенсивности теплообмена за счет вытеснения пузырькового режима пленочным. При независимой от процесса величине плотности теплового пптока Рр .= сопз1) имеет место скачкаабразньгй переход пузырькового режима кипения в пленочный и обратно (рис. !3-5,б). Уславне постоянства на поверхности р, характерна для электрического обогрева. Волн подводимую мощность не уменьшгптц то система переде дег в состояние, для которого характерно значительное повышение температ!гры стенка. Зксггерименгальгго момент перехода определяется по резкому повышению 302 рс ш.а з с е щ при к пе еи м««гксстп Пи г л ~ тес т е и: ие с е [е! .г м температуры или электрического сопротивления стенки.
Момент перехода пузырькового кипения а пленочное может сопровождаться разрушением 1расплазленнем) поверхности теплообмена Если после вознйкнавения пленочного юп1ении снижать тепгювую нагрузку рм то йсйеход обРатна к пузыРьковомУ РежимУ пРоизойдет лишь цРи С, и Таким обрааом, при электрическом обогреве теплоотдающей поверхно. сти возникает своеобразный тепловов гнстсреэнс. З. Зоаисииосгь тюиюогдпчи ог диогенил и теилофиэлиеских соойгта С упелпчепием давленая уменьшаются размеры пузырька в момент вознвкйовения и отрываг увеличиваются число центров и часшта отрыва пузырей от этих центров.
Степень влияния на ник давления зависит от удаленности рассмщрннаеиого состояния щ критического, так как она определяет сщпень метастабнльнасти гкидкошя, вероятаость гетерогенных фл)ктуацнй плотноств, а также количественные изменения физических свойств вещества. С приближением термодинамического сошояпии к ри и е оыу ва пине чтпх факюрон увеличипается н соответстненно уветпчивается влияние давления на теплоотдачу. Это отчетливо следует из рис. 1З-б, пгкчроенного в безразмернык коорлинатах для ряда жндностей. Н иеи опытные данные по оси ординат отложыгы в виде опюшений и/рчг при текущем значеаии давления р э лаггэдлэг г г ьггггэг г г игг гэг г г ичг Рис !3.6.
Заввснмасп а ат р аля разлнч мх мнаксстез. к этой же величине пра условном давлении рь=О,ОЗр,з. Критическое давление для различных жндкосшй разлиюют ри — одинаковая частьот рч, характеризует одинаково выбранную дла всех жидкостей удален. ность от критического сасюмния по давлению. Величина О,ОЗ выбирает. ся произвольна с учетои наличия наибольшего жгличества они~них данных. По.осн абсцисс на рнс.
13-б отложены отношения текущего давления к критическому ЬЛ. 12). Теплофизические свойства жилкости также существенно изменя- ются с лавлением ттемпературой). С увеличением коэффициента теплопровадности интенсивность теплоогдачи увеличивается, так кан уменьшается термическое сопротивление микрослоя жидкости под пареными пузырьками и увеличивается скорость их роста. С увеличением вязкости интенсивность теплоотдачн, наоборот, уменьшается, так как увеличивается толщина микрослоя жидкости и уменьшается перемсшиваннкь обусловленное отрывом пузырьков от поверхности. Высота слоя жидкости нвд поверхноспяо теплообмепа может оказывать влияние на теплоотдачу при небольших их уровнях (рис.
!3-7), соизмеримых с размерамн паровых пузырьков (Н~дэ). Н. Влияние недогреэо ягидкогги Выше было рассмотрено влияние внешнего давления н перегрева жидкости па процессы оароабразавания и па теплоотдачу. Кроме ннх к режпягньвз параметрам, влияющим нз теплоотдачу, относятся недойг))мз ду грев жидкости и скорость циркуляции. ягп В первом случае происходит кипение жидкости с недогревом. Кипением с недогревом (поверхностным кипением) паз!знают кипение у поверхности теплообмена, при гготором вдали от иее жидкость недогрета до температуры на- З гпгэшээююмл сыщепия (рис.
(3-! !). Паровые пузырьРэс !э-7. заэ самость кьтййа- ки, возпишние при кипении жидкости шмэт' 'еэзсотаэчи от Гзаэна нэ в пограничном слое, попадая а холодное ялРо. конденсируются. Таким образом, кипение у стенки сочетается с коивекцией однофазной жидкости вдали от стенки и е процессом конденсации пара иа границе раздела кипящего пограничного слоя жидкости н холодного ядра, Интенсивность парообразования на стенке зависит от перегрева жидкости; процесс конденсации обусловливается перепадом й( =(„— („, т. е. недогревом жидкости до температуры насыщенна. Перегрев жидкости определяет иитенснвиость процесса парообразования; недогрев жидкости опрелеляет размер области, эа которую распространяется возмущающее действие процесса пароабразовавня.
Чем больше недогрев жидкости, тем уже область, охваченная кипением. Прн малом недогреве пузырьки пара отделяются от пОверхности н кондеиснруются в потоке; прн болыпнх недогревах опи коиденснруются, не отделяясь от поверхности. Процессы теплообмена с поверхностным (местным) кипением имеют болыпое практическое значение, так как позволяют по.чучить более высокие значения тепловых натоков по сравнению с конвекцией однофазной жидкости. Опи применяются при охлаждении авиационных двигателей, ракет, в устройствах для непрерывной раз.чивки стали и т. д.
К недостаткам поверхностного кипения относится возможность возникновения высокочастотных пульсаций данления в рабочем канале. К. Влияние скорости принудительной циркуллйии зшдкосги При налични вынужденного движения двухфазного потока на возмущения пограничного слоя, обусэавленные пароабраэовавнем, вакладыааются дополнительные возыущения за счет турбулентных пульсаций скорости.
Принудительная циркулядия оказывает ггепосредсгненпое 304 йта „. гг с га и 'э гг м и г Зг г г 4а 4а ч га ч ч эа г га .эа ее т"(ш.эа г ас/ г Рес. 13-9. Ззеисгнссэь а от Е при кипении жилкосте внутри труб в ушоеечк ениужкеаеои чир угнана. г г гаага о' Рис. 1ЗЛ Зг асккоггь а от е ори евсе- е»н жклгосэв внутри труб. г -г-гггем в М" г — э-эмэса з ьеэ г — г тр, „э эд На Рис.
13-9 дана зависимость а от дг вРи Разных скоРостЯх циР- куляции (Л. !63). Из него видно, что с возрастанием ю влияние д, на ц уменьшается. Зависимость теплоотдачи от теплового потока прн различных скоостях циркуляции в условиях кипения в неограниченном объеме Л. 166] аналогвчна приведенной зависимости прн кипении в трубах. Таким образом, влияние д, и ш иа о определяется их соотношением; в результате можно выделять три области: в двух предельных случаях и=-п(ю) или о=-а(дэ)! в обпгем случае п=н(ч„ те) (см. рнс. !3-17). Л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
