Исаченко В.П. - Теплопередача (1074332), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Одины из пУгей поньш1еииа дк, ЯвлнетсЯ пеРеход на большие величины ее нелогрева Стществугот теоретические методы оценки максимально достижилгых значений (Л. 103). На рнс. 13-йб приведено сопоставление критических нагрузок для условий кипения воды в большом объеме и ори движении внутри трубы. Здесь для вынужденного движения представлены данные, для которых параметр х=б в сечении криаиса. Из графика следует, что при кипении в трубах наибольшее значение бык отвечает более низким давлениям (около 40 бар), чем для условий большего объема.
При давлеяиях, меньших 70 бар, скорость не оказывает влияния иа критические тепловые нагрузки. В целом зависимость д,ее=((р,ш,х) являетси сложной. При относительно высоких давлениях п малых скоросгяк циркуляции д,га при кипении в трубах могут быть равны или даже меньше, чем прв кяпении в большоь1 объеме в условиях свободного движения. Критвческие тепловые потони не зависят от относительной длины тр>бы [Л.
138), если онз больше 8 — 00 диаметров.При меиьшвх аначениях дчк умевьшается с увеличением относительной длины, что обьясняется резким изменением ннтенсввности коввекгивного теплообмена е начальном )часгке трубы. Толщина и шероховатость стенки не оказывают влияния на б гг. Кроме тказанных факторов, на фы могут оказывать влияние пульсации двухфазного потока на предзключенном участке, неравномерность распределения теплового потока по клипе и периметру трубы, способ обогрева поверхности теплообмева.
Из изложенного следует, что на б,рг влияет большое количество раз.тцчпых факторов. К освавным из ивх относятся р,ш, а|м х, фнанческне свойства кипящей жидкости и состояние поверхности. Б. Впгрой кризис каления Когда тепловая нагрузка на поверхности нагрева аадана и не зависит от условий теплообмеиа, обратный переход от пленочного режиМа КИПЕНИЯ К ПУЗЫРЫ1ОВОМУ ПРОИСХОДит ПРИ тЕПЛОВОй НаГРУЗКЕ дк (рис.
13-8). Эпу) переход также носит кризисиыя характер: паровая пленка внезапно разрушается и температура поверхности скачкообразно снижается.Минимальная тепловая нагрузка прн плоночном режиме кипения нааываетси второй крвтической плотностью теплового потока в обозначается дшь Соответствующий температуряый напор, отвечагощпй точке минимума на кривой кипения, есть 0(,рь Значения дкю при кипении насыщенной жидкости в большом объече существенно ыеньп1е, чем б„ъь Вторые критические нагрузки таблице 13-2 1(р ее е гкекеем1е юзека и кек ера у1 ие к юры (аюреа крее е к лелея) К к як к,, 1,3 Ек ° 1С" . Нггк" аг.ы К ' ЗРВ зависят От рола жидкости, размеров теплоотаодящей поверхности 1Л. 148), давления, ускорения поля сил тяготения, шероховатости поверхности и ряда иных факторов.
Для,воды при атмосферном давжнпп значения на поверхности гориаовтзльных труб и цилиндров составляют (2 †: 5)10' Вт/мх. В вависимости от диаметра д труб величина й„а НВМЕНЯЕтСН По ааКОНУ д,ча С НШ. Лля других лгидкостей экспериментально нзысренные значении д а а И а проведены в табл. 13-2. КРнтНЧЕСКая ПРИВЕДЕПнан СКОРОСТЬ ПаРЕОбРазазаапя Ю>~8 фм>дР Г пропорциональна скорости всплываиия больших дефсрмированвык пузырей пара, Откуда 4 /р. =- роедтр« — у.)>'у* где постоянная с=0,11 —:0,14.
(13-2б) Ь. Равновесная п.шгноггь теплового потока !1ри кипении насиженной жидкости в большом обьеме на поверхности гориаонтальиых труб в условиях электрообогревв сувюствует средняя по поверхности нагрева тепловая нагрузка, при которой потуг устойчиво сосуществовать пленочный режим кипения на Одной части поверхности а пуаырьковый на другой ее части Эта теплоаая нагрузка названа (Л. 148) равновесной (др,).
Если после установления равновесной нагруаки несколыго увеличить поток теплоты„ то граница раадела режимов кипения начнет перевешаться в сторону области г пленочным кипением. «!срез некоторос время на всей поверхности устанавливается пленочный режим кипения. При некотором сниженим потока теплоты по сравнению с его равновесным аначевием проиаойдет обрати>ый процесс и на всей поверхности установится пузырьковый режим кипения. Величины равновесной нагрузки составляют примерно >)г первой критической, так что д,н»д„х,,>дьзь Значение равновесных потоков теплоты представляет интерес для апалиаа устойчивости режимоа кипения. Г.
Кризисы 1-го и 2-го рода Крнаисы юшешгя, свяаанные с реакнм изменением теплоотдачн прн переходе пузырькового к>шения в плепошое и наоборот — пленочного в пузырьковое (рис. 134). нааываются крпа не а пи пер ваго рода, В этом случае при смене режимов кипения имеет место коренное нзмеаеаие механизма теплообь>ена и его интенсивности. Харашерныяи дгя ьрпчнсое гсипенпя первого рода явля>ото» критические плотвоств теплового потока. Крив и си второго р Ода пме>от другую природу.
Оии характеризуют ухудшение теплоотдачи, аоапикаюшее в момент высыхания кольцевой нлеики жидкости на степке канала в стержненом режи>>е (рис. 13-14). Характерной величиной для этих кризисов является граничное расходное паросодержанпе. Граничным па р о с одер>канне и ьазывается расходное паросодер>капиц при котором возникает кризис еплообмева втором> рода. Кризвс второго рода может возникнуть при любом значении д. как только расходное паросодержанне достигнет некоторого граничного 327 значения, связанного с явлением высыхання жидкой пленки на стенке. Прн больших скоростях лвнжения парожвдкостного потока в ядре предкргчзнсгчмй период н наступление кризиса заююят от иптеясивностн массоабыева за счет механического уноса капель жидкости из пленки в ндра патака [Л.
39, 72, 129). Глава ыгыряадяагая ТЕПЛО- И МАССООЕМЕН В ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СРЕДАХ ы-ь основнын понятия и взломы В природе и технике многие процессы теплообмена сопровождаютсн переносон массы одного,компонента относительно массы другого'. Так, например, обстоит дело прн конденсации пара нз парогазовой смеси и испарения гкидкости в парогазовый поток. Испарившаяся жидкость путем диффуанн распространяется в парагазовом потоке; прн агом меняется течеаие, изменяется интЕнсивность теплоотдачи, что в свою очередь сказываетсн на проггессе диффузии. Днффуапей называгот самопроизвольный процесс, стремящийся к установлению внутри фаз равновесного расдределеиин концентраций. В олнараднай по температурам н давлениям смеси процесс диффузии направлен к выравниванию концентраций н системе; при атом происходит перенос вашества из обтастя с большей в область с меныней концентрацией.
В дальнейшем прежде всего будут рассматриваться процессы теплон массаобмена в газообразных двухкомпонентных (бинарных) оредеж Этн задачи имеют болыпой практический интерес. Индексы Ш» в «2» будут соответствовать первому п второму компонентам. Аналогично теплообмепу диффузия (массообмеи) мотает происходить как молекулярным (микроскопическим), так и малярным (макраскопичеслим) путем. В газах молекулярная диффузия осуществляетси за счет теплового движении молекул.
Двффузия характеризуется потоком массы компонента, т. е. количеатвам веп!ества, проходящим в единицу времени через данную поверхность в направлении нормалв к ней. Патауг массы обозначим через У; его единица измерения — килограмм в секунду. Плотностью потока массы 1 называют поток массы, проходящей через единИцу поверхности: (14-1) Отсюда нлн прн )=сопз1 ' Сагзвсяа К. Гиббсу хаыаанвншыя называют ввювагвя, наименьшее числа ватарых даст«та«за для абрввавзнвя всех фвв, т. е. гаыагеязых чвсгвй дазнай се«тены. Наприпер, в сь"ыые, сасчавгаей яз свая воды ч сапряввсвюшвяся с няы смеси зад«нага пврв я азота, ььююччя двв хаыааяентв: вода (задавай авр) я азат.
Будем аавзгвчы чта гюыаанваты не вступают друг с другая ь хенн«в«хне рввхааа. Плотность гютока масси кнлястся эектором. В однородной по чемпературе н данлению чакроскопичесюз неподапжной дпухкозшопентной смеси олотность потока массы одного из компонентов за счет молекулярной диффузии определяется э акоп ем Фика: (1 4-2) („,= — рО д ды, д (!4-о) ! Ойьйп 1"нз М дл ' дд, (14.4) где рт — местное парциальное давление данного коьшонента, Пь; ив направление нормали н поаерхносптодинаковых парцпальных дзнлений данного компонента; Ор, ††О(НТ вЂ” коэффициент молекулярной диффузиа (единица нзмерения — с), отнесенный к градиенту парцпального даалення рассматриваемого компонента.
В отличие от Р коэффициент О„ различен для компонеигов данной бинарной сисек. Исходя иа рааенстпа О=Р К Г=О Дт, ' В обмен ыччне зз«он Фн н омен быть записан через грамс т .нчнчеенсго потеноно пн [л. 281. 329 здесь рт — местная концентрации данного вещестиа (компонента), раааая отношению массы компонента к обьему смеси, кг/мз; гп,=р,/р— относительная массовая концентрация з-го коппопента; р — плотность смеси; О в коэффициент молекулярной диффуапн одного коипочгнта отяосительно другого, мз(с (обычпо О кратко нааывают каэффнпнентом диффузии); и†напранлеиие нормали к поверхности одннакозой конпептрацпн данного вещества; дрт(дп, дю,/дл †-грапзгзты «апцентрапни (относительной концентрации); они всегда направлены в сторону яозрастания концентрации.
Градиент концентрации является даюкущей силой, обусловливающей перенос вещества. Ирд передаче тепла теплопроаодаостью такой движущей силой являепм градиент температур '. йнак минус е уравнении (14-3) указывает, что согласно закону Фина переьсешыстсе вещества проасходит е сюрону уменьшения градиента концентрации. Дпффуаию, описываемую ааконои Фикм нааывают кондентр аппо пи ой диффуз и ей. Как следует из кинетической теории гааоз, коэффициент диффузии аозрасгает с увеличением температуры и уменьшается с ростом давления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
