Исаченко В.П. - Теплопередача (1074332), страница 65
Текст из файла (страница 65)
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 серегрееэ зэк«ос е аа егкелмегь Е !з теки« «) Ста затягивание режима к«паек!!ии Ло высоких перегревов жидкости (линна 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 теплооблееп На рис. !3-4 и 13-5,п показаны кранце кипения с постепенным пе. реходам пузырькового режима е пленочный. Постепишый переход пуаырькавого режвма в пленочный наблюдается при обогреве канденспрующнмся паром. Эти условия характеризуются тем, чта 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.. верхностн 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 н 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 ен ж««гксстп пм г л мюм т 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 юп1ения снижать тепгювую нагрузку дм то йсреход обРатна к пузыРьковомУ РежимУ пРоизойдет лишь цРи С, и Таким обрааом, при электрическом обогреве теплоотдающей поверхно. сти возникает своеобразный тепловов гнстсреэнс.
З. Зозисииосгь 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 метастабильнасти гкидкошя, вероятаость гетерогенных фл)ктуацнй плотноств, а также количественные изменения физических свойств вещества.
С приближением термодинамического сошояпии к ри и е ому ва пине чтпх факюрон увеличипается н соответстненно уве.зачинается влияние давления на теплоотдачу. Это отчетливо следует из рис. 1З-б, пгктроенного в безразмернык коорлинатах для ряда жндностей. Н иеи опытные данные по оси ординат отложшгы в виде опюшений и/рчг при текущем значеаии давления р э лаггэдлэг г г иггггэг г г игг гэг г г ичг Рис !3.6.
Заввснмасы а ат р алз разлнч мх мнаксстеа. к этой же величине пра условном давлении рь=О,ОЗр,з. Критическое давление для различных жндкосшй разлиюют ри — одинаковая частьот Рю харакгеРизУет алннаково выбРапнУю 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 г га .эа за а"(ш.эа г ас/ г Рес. 13-9. Ззеисгнссэь а от г при кипении жилкосте внутри груб в ушоевчс вниужкеаеои чир угнана. г г гаага о' Рис. 1ЗЛ Зг асккоггь а оэ е ори евге- н»н жклгссэв внутри Пцб. 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„ эе) (см. рнс. !3-17). Л. Влиякгш шероховатости и теллогровическах свойств стенки При кипении обычных (высокотемпературных) жидкостей работоспособными центрами парообразования являются лишь те впадины и углубления на поверхности теплообмена, которые способны удерживать пар или газ. Крупные впадины лепта заполняются жидкостью и выключаются нз работы как активные центры парообразования. Позтому существует граница шереховатости, за пределами которой дальнейэпее загрублепие поверхности не приводит к изменению интенсивности теплоотдачи.
В (Л. ос) установлено, что зто наблюдается при обработке поверхности теплообмена выше 6 — 7-го класса чистоты. Теплофизячегг — гэ Э)Ь воздействие также на механизм процесса парообразования. Это воздействие выражается в искажении естественного угла смачнваиия О и срыве паровых пузырьков со стенки раньше, чем они достигнут величнньь отрывного диаметра, характерного для кипения при свободном движении. Прв малых скоростнх циркуляции гидродииамическое воздействие на процесс кипения невелико н теплоотпача внутри труб определяется интенсивностью процессе парообразования, т.
е. Значением д, (рис. 13-3). При большой скорости циркуляции ее влияние значительно, а влияние дг невелико. С повышением скорости влияние дг непрерывно уменьшается и козффнцненттеплоотдачи постепенно приближаегся к значениям, имеющим место прн конвекции однофазной жидкости (т. с. бех кипении, когда о с юк"). скис свойства стенки оказывают влияние на иетшюивность теплообмена. Теплофттзические свойства наиболее четко проявляются нрн кипении криогенных (низкотемпературных) жидкостей ввиду их сыашваемости (8 О) н воаможности исклзачення влияния краеяого угла сиачиваннн, различного для различных жидкостей и различнык материалов стенки.
Влияние свойсш материала проявляется через величину ко эфф кциепта аккумуляции теплоты стенки, равного(' агру),. С увеличением коэффнцнента аккумуляции ивтенсаиность теплообмена узеличиваегся. Однако количественный учет влияния поверхностных условий на ингенснвносгь гепаообисна остается пока нерешенной проблемой. ТЗ-Т. СТРУКТУРА ПОТОКА ПРИ ПУЗЫРЬКОИОМ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ В НЕОТРАНИЧЕННОМ ОКЬЕМЕ Струкзура даухфазяого потока зависит от геометрических свойспз системы.
Системы с неограниченным объемам представляют собой относвтезьиа батьшиг емкости, аапалненные жидкостью, в которые пагружазпся различные поверхности в виде одиночных труб, трубных пучков и лр., обагреваемые изнутри. Пар, образующийся при кипении жидкости на их внешних поверхностях, беспрепятствеана отводится иа системы. Рассмотрим систему, состоящую нз шзсуда, запалнепвага жидкостью, горизонтальная поверхность (дио) которого обогревается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
