Боришанский Справочник по теплопередаче (555275), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Во маогих случаях (напрнмер в условиях конденсаторов паровых турбин) тепло, передаваемое пленке конденсата от смеси путем теплообиена, васьча пало сргваительно с теплом фазового превращения н им можно поэтому пренебрегать, Капеяьная конденсация $11-11 ) При конденсации движущегося водяного пара, содержащего примесь воздуха, на горизонтальных трубах по опытам [Л. 11.4; 11-5[, при 350 ~ Не'-.5000: сЯ ( ) ( ) . с-дз) где (1 — коэффициент диффузии, отнесенный к градиенту парциального давления пара; ю — скорость набегающего потока паро-газовой смеси; ъ р — коэффициент кинематической вязкости и общее давление смеси. Множитель С равен: для одиночной трубы 0,48; для труб первого ряда пучка 0,55; для труб 3-го и следующих рядов шахматного пучка 0,82.
Термическое сопротивление пленки конденсата может быть опре- 1 делено как Ряа — — , где а — коэффициент теплоотдачи при кон- О денсации чистого пара рассчитанный по формуле (11-17) для соответствующих значений ц и весовой скорости потока, набегающего на трубу. При пользовании формулами (11-33) и (11-17) величина 1, н, сд соответственно, д находится путем последовательного приближения. Вследствие недостаточности данных для определения 8 и при различных условиях конденсации, часто пользуются экспериментальными зависимостями для условного коэффициента теплоотдачи от наро.газовой смеси к стенке; к = „ ! .
Этот коэффициент с сн зависит от содержания газов в смеси, ее давления и скорости, температурного напора и пр. На рис. 11-7, 11-8 н 11-9 приведен ряд таких зависимостей, полученных в [Л. 11-2 и др.[ (для случая конденсации на поверхности водяной струи величина 1, принята равной средней температуре жидкости). Эти зависимости не носят обоб.ценного характера и поэтому их нельзя распространять на условия, су цестванно отклоняющиеся от условий опытов. При очень больших содержаниих инертного газа в паре-газовой смеси можно пользоваться для подсчета д формулой (11-32) и определять 1, исходя из аналогии между массообмейом и теплообменом (см. $ 13-3) и я„— по опытным данным для чистого теплообмена.
Это относится, в частности, к конденсации пара из влажного воздуха при атмосферном давлении [Л. 11.5; 11-16[. 11-11. Канальная конденсация данные о теплоотдаче при капельной конденсации весьма огра- НИЧЕНЫ. На рне. 11-10 ПрИВЕдЕНа ЗаВИСИМОСтЬ а От Д! = Н' — 1, дпи чистого водяного парэ, построенная по даниям ряда опытов, проведенных при давлениях 0,9 — 1,2 агни [Л.
11-10[. [Гл, 12 Гепдоотдача при кипении !72 тд Ю " 3 тй' гзарйюгр лт ег Рне. !1-19. Внепернментааьные анаеенпа апай Р цнента тепдеетдаеп прн напеаьнеа нендепеацнн веданетп пара; давление 9,9 — СЗ ааеа Тепловой поток при конденсации ртутного 'пара [Л. 11-6): при примеси воздуха менее !уе по весу 4 = 1,2 10а ~ р П + р (~ )-); при примеси воздуха от ! до 12ей по весу 4=1.2 1О'УРП+)т(!ш)ем)й (11-35) формулы (11.34) и (11.35) построены на основании опытов с вертикальными и горизонтальными трубами в интервале давлений от 0,1 до 1,2 ата, при температурных напорзх от 1 до 170'С, весов ~х ско.
ростях потока пара или паро-воздушной смеси от 3 до 45 и/сек. Здесь р [аша) — давление в конденсатора; (!ш)", .()ш)е [кг/марек) — весоваЯ скоРость паРа или паРо-воздУшной смеси; й [ете) — весовая концентрация воздуха. (1! -34) ГЛАВА ДВВНАДЦАГАЯ ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ [2-1. Два основных режийеа кипения Сушествует двз основных режима кипения: а) п у з ы р ь к о в о е, когда пар образуется в виде отдельных пузырьков на некоторых местах поверхности нагрева (центрах парообразовзния); б) п л е н о ч н о е, когда масса жидкости отделена от поверхности нагрева сплошным слоем пара. Вследствие малой теплопроводности парового слоя интенсив. ность теплоотдачи при пленочном кипении значительно меньше, чем при пузырьковом. Переходы от одного режима кипенна к другому происходят при некотордх значениях плотностей теплового потока, называемых критическими.
$12-2) Теплоогдача при пузырьковом кипении а объеме 173 ьв В !ь ~а Вд ййд 4' гб ф В сч й гад бра ВВВ Вод 'д Рве. 12-1. Характер ввввскмсстя д - у(Ы) прк кипении в большом гбъе в (волв. р 1 алга): а — область пувмрькового кипения; б — пере«онявя облвс!'ь: л — область плевочпого кппеяяя Тпа 1) 1 9,3.10-ь Г!ь (! 2-1) Диаметр пузырька в момент отрыва от поверхности нагрева, при слабой циркуляции жидкости, догретой до температуры насыщения, равен: Оь — — 0,0189 у (12-2) где 8' — краевой угол между пузырьком и поверхностью нагрева.
12-2. Теплоотдача при пузырьковсм кипении на поверхностях нагрева, погруженных в большой объем жидкости В условиях развитого кипения при свободной коивекции движение жидкости полностью определяется процессом парообразования. Размеры поверхности мало влияют иа величину коэффициента теп- г и б В и (г (губ уклал/вгчад Переход от пленочного кипения Ряс.
12-2. зввяспмость а у(д) к пузырьковому происходит прн те- пря «янек«в в большом объеме (волв, р ! ата): а, б я в — гм. пловом потоке меньшем, чем тепловой рвс. 12-1 поток, при котором пузырьковое кипение сменяется пленочным. Схематически связи между тепловым потакая д, температурным напором с! и коэффициентом теплоотдачн а прн кипении показаны на рис, 12-! и 12 2. Кипеняе начинается после того, как температура поверхности нагрева становится выше температуры насыщения при данном давлении. При достаточно больших тепловых потоках температура стенки может превысить температуру насыщения и тогда, когда ядро потока еще не догрелось до этой величины. В этом случае возникает кипящий граничный слой и холодное ядро потока.
В ядре происходит полная или частичная конденсация пара. выходящего нз кипя цего граничного слоя. Начальный диаметр пузырька, возникающего в перегретом пограничном слое жидкости, имеет порядок Теплоотдача при кипении ( Гл. 12 лоотдачи при кипении. Высота уровня жидкости над поверхностью нагрева не влияет на теплоотдачу прн слоях, превышающих 10— !5 маг. Устойчивые во времени значения коэффициентов теплоотдачи получаются лишь после определенного времени работы, что объясняется стабилизацией числа действу!о цнх центров парообразования.
На „свежеи" поверхности а выше, чем на поверхности, находившейся длительное время в работе. В широком интервале плотностей теплового потока л и давлений р, можно считать, что при кипении а =.44з. (12.3) Для чистых поверхностей нагрева (латунь, медь, нержавеющая сталь, хромированная поверхность и т. п.) принимается значение п=0,7. Для не корродированных стальных труб и латунных труб, бывших в длительной работе, принимается значение и =- 0,6. По данным, основанным на опытах с кипением воды в интервале давлений от 1 до 225 ата, а также опытах с рядом других жидкостей, коэффициент теплоотдачи при кипении насыщенной жидкости на чистых поверхностях определяется формулой: а=0,441~ з ) ( ~ ~5500г, '' ~ „) )щ, (12-4) где р (ата) — абсолютное давление над поверхностью нагрева (с учетом гидростатического давления). Однако поскольку процесс теплообмена при кипении очень сложен и зависит от большого числа физических факторов, критераальные формулы не охватывают всего разнообразия условий теплообмена прв кипении для конкретных пар жидкость — поверхность нагрева.
В табл. !2-1 приведены составленные по опытным данным ззвнсимости между а, р и д для ряда веществ при чистых и технических не сильно окисленных поверхностях. Следует учитывать, что в этих данных могут содержаться значительные случайные погрешности. Поэтому для исследованных экспериментально жидкостей и поверхностей нагрева в случае необходимости уточнения расчетных данн ~х следует совместно анализаровазь результаты расчета по (!2 4) и по эмпирическим зависимостям для данной жидкости. Для неисследованных жидкостей расчет ведут по (!2-4).
Данные для растворов некоторых солей приведены в табл, 12-2. Наличие оксидной пленки на поверхности нагрева вносит некоторое дополнительное термическое сопротивление между металлом и жидкостью, но в то же время создает более благоприятные условна дла образования паровых пузырей на поверхности окисленной трубы вследствие ее шероховатости. В связи с этим теплоотдача при малых тепловых нагрузках на окислеиных трубах выше, а при больших ниже, чем на гладких трубах. В общем виде коэффициент теплоотдачи от поверхности, покрытой оксидной пленкой, к жидкости может быть выражен формулой: 1 а= я +й'оз $12-2) Теплоогдача при пузырьковом кипении е объеме )75 где а' — коэффициент теплоотдачи от поверхности оксидиой плевки к кипящей жидкости, Я „ — термическое сопротивлеиие оксидиой плевки; Ьох ох й где 5 — толщииа слоя окиси; ох й „вЂ” коэффициент теплопроводиости этого слоя.
Для обычных стальных окислеииых труб ветичииа Я „имеет порядок 05.10-' — 2 !О-' ма град.час)ккал. При кипении воды в нормальных окислеииых стальных трубах можно привять эмпирическую формулу: 1 е а = ел о т [кнал/мх час град) 112-6) 6 5ро, у,т+ 0 5 10-а На рис. 12-3 представлена зависимость а для случая кипения воды в окислеииых трубах по формуле !!2-6). 10 70г 17 В 20 00 „70 700 100 200 200 300 ЗВО ЛОО тРО ВОО 10 Тепяоеая нагрзпа а; пиалам час Рас. !Х'-3. Коаффацасат теплоотдаче прп капсиаа воды а охаслеаамх стальных трубах Тепяаоудона при кипении 1Гл.
!2 176 Теплоотдача при иипении жидкости на Интервал давлений кГ! см Интервал нагрузок ккал7мнчас Характер поверлностн Жндкость 1,2.!О'ерб !У 1,03 — 28 Вода 3.10» 7 5.1У 68.!О»+95.10' 2 1У+! 10' П! — 71, 4 0,09 — 1,ОЗ 1,03 8 1У+65 10' 16 10Ь-73.!О' 1,03 5,29 1.03 — 50 0,037 †,14 0,14-1.56 1,03 1 !У+!.!У 7.! О»+37.19» 30 — ЮО 0,08 — 1,42 То же Сппрт метнловый Труба гладкая. полнрованная То же 2,4 !У+5 1У 2.5 1У вЂ” '65.!0» Спирт метнлавый Спирт зтнловый Горнаонтальная на Труба гладкая, пластн- 2 15 »97.!04 Спирт этиловый точеная 5 10'+7 1У 7 10'+36 РУ Тоже 15 — 60 0,17 — 0,54 То же Спнрт бутнловый, нормальнмй То же труба гладкая, поляра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
