Исаченко В.П. - Теплопередача (1074332), страница 67
Текст из файла (страница 67)
В реальных условиях на единице поверхности действуют а центров ларообразоваиия, причем з=)(бь )(.) . В услоянях оп иоз н ач ности принимаетсн, что температура жидкости иа свобоггной поверхвости равна 1; на поверхности на~рена залана постоянная температура 1,. Анализ укаэанное системы дифференциальных уравнений и условий однозначности методамн теории подобии поэвоггяет получщь уравнение подобия: ((ВВ) Диаметр с(, согласно (13-7) при О=.совв1 пропорционален капилляриой постоянной Ь= )l с/8 (р — р,), которая имеет размерность длины. Величина )1„, как это следует из уравнения (13-4), зависит от температурного напора 31=!с †.
Поэтому удобнее критерии в (13-8) несколько преобразовать, заменяя одновременно Нс на б. Обозначим: и. и гэмр рз 3 1 ' 2З г р„! Гги 1,! а где Ь'„ гтаг г 1 1„= — 2* — — =сечу Т 1(гр )*=- 2 ((,ба. 2 г р„ Величина 1, является характерным линейным размером.
Оиа имеет размерность длины и пропорпиональна критическому радиусу Ттч, отношению энтатьиии перегрева жидкости к теплоте парообразования и отношению плотностей паровой и жидкой фаз. Тогда уравнение (13-8 )может быть записано в виде Р(п 0 083Кз.ззКсгрг ь (13.9) Безразиерныг комплексы К, и Кч определяют соответственно числа действующих центров парообразования и частот) отрыва паровых пузырей в этих центрах. Теплоотдача ца погруженных поверхностях при развитом кипении ие зависит от формы и ориентации теплоотдающеи поверхности (если реализованы условия беспрепятственного отвода пузырьков пара).
Это означает, что ускорение поля тязкести не должно оказывать заметного влияиия на теплоотдачу. Если принять, что теплоотдача автомолельиа относительно величины ускорения снл поля тяжести, то последнее уравнение приобретает вид (Л. 98]: (13-10) Кии,.—.— ЦКе, Ргм). В этом уравнении приняты следующие обозначения; чl м,1„, Основныи термическим сопротивлением является поверхяостиая пленка жидкости под паровыми пузырями. Толщина ее увеличивается с увеличеппсы т и уменьшается с ростом интенсивности парообразования. Число Ре. является мерой влияния этих эффектов.
Коэффициент теплоотдачи при кипении насыщенной и иедогретой жидкости выражается следующим образом: а=с!!(1, -3,). Уравнение подобия (!3-10) было положено в основу обобщения большого чнсла опытных данных при кипении различных жидкостей (включая жидкие металлы). В результате обобщения получена формула [Л. 98( Хп =-сйе" Ргиз. (13-!1) Физические параметры, входящие в числа подобия, берутся при температуре насыщения. 310 Значения постоянных прп кипении немегаллнческих жидкостей составляют: при Кс.(0,01 с=0,0625; л=0,5; прн Ве 50,01 с=0,125; и=0,65. Зависимость справеллява в области значений величин Вс.=10-т —:~10ы; Рг .= — 0,86-:7,6; ш(7 иТс для широкого диапазона давлений насыщении (ио околокритпческях давлений).
В случае кипения жидких металлов ке. -.;0,01; показатель степени при числе Прандтля раасн 0,65. В этн зависимости не вошло паросодержание, так как оно оказывает малое влияние на тсплоотначу в области развитого кипения. Приближенная автомодельность теплоотлачи относительно величияы и (нлв, что то н е самое, отрывного диаметра бв) для развитого пузырькового кипения яоптвержлается рялом экспериментов, провеленных кая прп перегрузках, тзк н прн малых значениях ускорения полн тяжести, т, с, при условиях, приближающихся к условиям невесомости. Эти же соображения обьясняюг и то, что закономерности раавнтого кипения з условиях свободного и вынужленного движения кипящей жидкости являются практически одинаковыми. Рнд внешних факторов (вибрация поверхности, наложение электрических полей и др.) оказывают влияние на теплоотцач» лишь при малых плотностях теплового потока.
Ио с увсвиченнеы д, ик влияние постепенно вырожлается (Л. 102). Для определенного рода жидкости коэффициент теплоотпачи при развитом кипении зависит лишь от тепловой нагрузки н давления насытцення. Поэтому для практических расчетов удобно применять эмпирические размерные завпсиыости. Эти зависимости устанавливаются либо непосредственно из анализа опытвых данных, либо на основе обобщенных критериальных формул. Для воды в ниапазоие давлений примерно от 1 до 40 бар (р(р„ь=-0,18, рис.
13-6) получены аависимости (Л. 124, !57] а=3,04ьтрьть! В=Щ75Рлзрзт (13-12) (!3-!3) в которые д и р следует подставлять соответственно в ваттзх па квад- ратный метр и з барах. Тэ-з. СТРУКТУРА ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА М ТИПНООВМВН ПРМ НИПЕНММ ЖМДКОСТН ВНУТРМ ТРЗВ А. Вергикпвьяал труба Труба или канал прелставлнет собой ограниченную систему, в кото!той при движении кипящей жидкости п!юисходят непрерывное увеличение паровой и уменьшение жидкой фаз. Соответственно этому изменяется и гидроцинамнчесьая структура потока кзк по длине, так и по поперечному сечению трубы, а следовательно, нзмеяяется я тепло- отдача. Наблюдаотся три основные области с разной структурой потока жидкости по длине вертикальной трубы при движении потока снизу 311 вверх (рис !3-!2): à — область подогрева (экономайзерн ый участок, до сечения трубы, где Т,=Т„); П вЂ” область кипения (испарнтельпыв участок, от сечения, где Т,=Т„, ь (!м до сечепия, где Т;>ь, ь, н(,): ГГ! — область подсыхання влажного пара.
И оп ар ягель ный участок включает в себя области с поверхностным кипением и объемным кипением насыщенной жидкости. Участок трубы с объемным кипением насыщенной жидкодг ~ б ~ сти включает в себя области эм>льсионпого 3, пробкового 4 н стержневого 3 режимов те чек и я '. В эмульсиониом режиме двухфазный ноток состоит иа жидкости и равномерно распределенных я ней мелких пузырьков. С дальнейшим увеличением паросодержаиня некоторые из ннх сливаются, образуя крупные пузыри-пробки, соизмеримые с диаметром трубы. При пробковом режиме пар дяижется з в виде отдельных кр>нных пузырей-пробок, разделенных прослойками парожидкостиой эмульсии; с увеличениен парасодержання происходит слияние уже крупных пузырей и образование так называемой стержневой структуры потока, при которой в ядре потока сплошной массой движется влажный пар, а у стенки трубы — тонкий кольцевой слой жидкости.
Толщина этаго слоя постепенно уменьшается по мере рз~ !3-!д Птрткь испарения! после полного испарения жидкости ата тура по1скз прв глвшв „областьпеРгходит вобластьподсыханна б. Область внутри ертв«зль. подсыхания (дисперсный режим) ивблюзвй трубы. дается лишь в длинных трубах. — р - Увеличение скоростя циркуляции (см.
й 12-3) при заданных фв длннетрубы втемпературе навходе првводит к уменьшению участка с раввнтыы кипением н увеличениго длины экономайзерного участка; с увеличением дт прн заданной скорости, наоборот, длина участка с развитым кипением увелнчинветсн, а длина зкономайзерного участка уменьшается. эй(„" 3 ,вч; -с Б. Горнзонтазьные и наклонные грубы ' г!Ослслквв ввзывзь:т св,е «олыквь ремня м с взв с брзз взвкен «з стенке тр>бы слов ыкакычч 312 Прв двшкенин днухфазного потока внутри труб, расположенных горизонтально нлв с небольшим наклоном, кроме изменения структуры потока по длине, имеет лгесто значительное взмененне структуры по периметру трубы. Так, если скорость цнркуляции и содержание пара в потоке невелики, нвблгодается расслоение двухфазногопотока нажидную фазу, двужущуюсл в нижней части трубы, н паровую, движущуюся в нерхней части ее (рис.
!3-!З,а). При дальнейшем увеличеннн паросодсрзкання н скорости пнркуляции поверхность раздела между паровой и лсндкой фазамн приобретает волновой характер и жидкость гребнями волн периодически смачивает верхнюю часть трубы. С дальнейшим увеличением солержання пара и схорости волновое движение на границе раздела фаз усиливается, что приводит к частичному выбрасыванию жидкости в паровую область. В результате двухфазный поток приобре- тает характер течения, сначала близкий к пробковому, а потом— к кольцевому.. Прн кольцевом режиме па всему периметру трубы устанавливается движение тонкого слоя жидкости, в ядре потока перемещается парожидкостная смесь (рис.
13-13,6). Однако п в этом случае полной осевой симметрии в структуре потока не наблюдается. Рассмотрим характернсгнкн двухфазного потока в трубах н каналах. Общий массовый расход смеси жидкости и пара 6 н, кг/с, равен: 6, =6 +6 и является постоянной велнюп!ой, одинаковой в любом сечении канала. Массовым расходным пар осадержа кием называют атлашзнне расхода пара к расходу смеси: и г' а (13-1ч) При кипении жидкости, движущейся внутри трубы, величина к может изменяться н общем случае от нуля (движется только жидкость) до едииины (движется танька няр).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
