Боришанский Справочник по теплопередаче (555275), страница 26
Текст из файла (страница 26)
На шероховатой поверхности жг й , больше, чем нз гладких вер- ня! тикальных или обрщпенн !х вверх горизонтальных поверхностях иагревз, а на аоазрхности, тормо- М зятей отвод пара (горизонталь- Гдд уйй попа ная пластина или труба, от ннжрнс. гпь. Зввнгвнргть «рвтвчвсвой гв. НЕй части катарЫХ ОтВод пара пнввай нвгруввв ог лввлвнвн нрв вв- Затруднсн) й Меишае. ленин нв горнвангвввной повврвнрсгв. вр! погруженной в большой обьвн води В настоящее время наиболее полно (хотя все же е.це недостаточно подробно) изучен кризис кипения прн свободной конвгкпни в большов объеме жидкости. КРизис в меланизме кипения имеет в основном гидродинамнческую природу, т.
е. является следствием нарушения гидродинамическол устойчивоспы! Ранее существовавшей структуРвг кипящего граничного слоя. Для жидкостей, хорошо смачивающих поверхность нагрева, при можно пользоваться формулой, полученной прн обработке опытов по кипению в большом объеме жидкости [Л.
12-3, 12-10): рв ! = — 1470 г)"ей[в(7, 7„])з,йз(1+ 30 ~ вр! = (12-10) Этз формула проверена по оплтач нз воде и ряде органнчесиих жидкостей в интервале изменения определя.о.пего критерия; йп '(7 7 ) ' а от!О ! до 1О !. в '* Характер завнсамоств ц ! от давления в жидкости, полностью в.р! догретой до температур ! нвсы пения [Л. 12-6), показан на ряс.
12-5. 5(зксивгальпое значение критической плотности теплового потока имеет места прн давлениях порядка 0,25 — 0,33 от критического (в термодинамическом смысле) давления Р р. Для сжиженных газов (СО„Оп ь)в! на технических поверхностях нагрева дв ! меньше рассчитанного по формуле (12-10) примерно н два раза. Для мзгнпевой амальгамы ртути опытные данные [Л. 120) приведены на рис. 12-6. Прн Г ..!н(й,пО) величина ц ! повышается, так кзк конденсация пара в холодном ядре потока способствует повышению устойчивости капни его граничного слоя.
По аль!там с рядом жидкостей: ,' 7г О.йсш 1 (йвр! )з = (бвр! )в с. [1+ О 065 [ 7 ° ), [ ° (1 2-11) где д =- Е" — С. у 12-6) Переход ог пузьгрькового кипения к пленочному е трубе 133 ~ Фдд ~ Збв ~ф агру лре «яниеямяииня ннгяия пр ееьз Рис. !26. Влияние добавок магния па прекращение пувмрькового кипения магниевой виальгвим ртути в больжом объеме 12-5.
Переход от пленочного кнпеннн к пузырьковому в большом объеме жидкости Величина второй критической плотности теплового потока— г) 2, при которой происходит переход от пленочного режима кипения к пузырьковому, зависит в основноч от тех же факторов, что и величина ьг В первом приближении из гидродинамической теории кризисов следует [Л. 12-10[, что унрз — = сопз1.
г) или Согласно имеющемуся ограниченному числу опытных данных, при свободной конввкдии в большом объеме полностью прогретой жидкости (в том числе и сжиженных Оа и Ма) ч 300г.1 0,5[о(1 1 И525 (12-12) 12-6. Переход от пузырькового кнпения к пленочному прн течении жидкости в трубе При кипении в трубах перегрев стенок прироста тепловой нагрузки может происходить как вследствие обычного перехода от пузырькового кипения к пленочному, так и вследствие высыхания [84 Теллоотдача лри пилении [ Гл.
12 й Ф 1 7 1 е й ахи/слл Ряс. 12-7. илнявяе сноростя набегающего потока на вечвчнну крнтнческой тепло. вой нагруакн прн кнпеннн в трубе, по опытам с золой, «нпящей на проволочках. расооломенных по ося трубы, р )вР[смч (Л. 12Л4! жидкой пленив, смачивзюшей трубу.
Последнее имеет место при больших паросодержаннях потока; при высыхании смачиваюшей стенку пленки часть жидкости продолжает двигаться в виде капель в потоке пара. В области околокрнтических давлений [для воды р„„=225 игла) явление кризиса кипения вырождается [Л. 12-6) и разогрев трубы происходит более или менее постепенно с увеличением тепловоз нагрузки. На величинУ йяр1 влиЯют давление, скоРость течениЯ жидкости, паросодержание потока или недогрев потока до температуры насыШения, форма и линейные размеры канала. Влияние всех этих факторов еше мало изучено. На рис. 12-7, !2-8 и 12-9 приведены экспериментальные йг ф 3 ф ыВ7 2 3 мггснл Рнс. 12В.
То же, что рвс. 12.7, го оиытан с нодой. явившей на графвтовых поверхностях. р 1,ОЗ «Псм* 1Л. 12-111: 7) 1 зз' с; 2) 1 100' с. и опытах по опргэеленвю с„) по осн трубы были )юсвогожены графнтовые нластянкв щнрнной 4 — б мм, в опытах по опреэелепню Ся 2 — графнтовые цялннлры; и 2,2 мм 188 [ Гл. 12 Теплоотдача при кипении зависимости, которые могут служить для ориентировочной оценки величины дп,! прн течении воды, на рис. 12-!Π— для спирта.
На рис. 12-8 и !2-!О показано, что в первом приближении атношение еир!/йпрт остаетсЯ постоанвым пРи скоростах течениЯ 1 — 3 м/сзк. (Горну о критическую плотное гь теплового потока при течении маловязкой жидкости (вода, спирт н т. п.) в трубе и щелевон канале можно рассчитывать по формуле [Л. !2-25[; 0,25 пг Х ~1+ВД)"' ~. (12-!3) Но данным опытов [Л. 1226, 1225, 12-1!] для течения в кольцевой щели с равномерно обогреваемым инугренннм стержнем при ширине щели 5 =и 1туг о, значение А = 960, В= 0,057, и = 0,5, ',-тп=0,8; по данным опытов [Л. 12-27, 12-23] для равномерно обогреваемой круглой трубы А = 260, В = Одб, т =0,5, в = 0,85.
В О влнявии — см. [Л. !2-30]; о влиянии неравномерности обогрева ГУ по периметру трубы см. [Л. 12-29]. [2-7. Испарение жидкости, свободно оастека1ощейся по поверхности нагрева На рис. !2-!1 показан характер зависимости времени пспарения капли жидкости от температуры поверхности нагрева, на которую она опу,цена, Г!ервая критическая температура соответствует прекращению пузырькового кипения в растекаю целся капле и формированию капли в сфероид (начало возникновения сфероидального состояния жидкости). Вторая критическая температура соответствует полному от- гла уРР рп РР гРР РРР г,РР тРР 'С Рис.
12.1!. Записимость иремеип испарении капли иоды !Гг 0,0465 см'1 от темпер» туры поаерииастд нагрева 9' 12-7! Испарение растнкаюи4911сл жидкости 187 делению сфероида (капли) от поверхности нагрева (наступление чисто сфероидального состояния) ем. табл. 12-3. Е Рероид по ддержиеается но взвешенном состоянии за счет истечения пара е щели между ннм й поверхность:о нзгрзаа. таи аС 'тру при р 1 ата тач 'С нрн р 1 ата гир 2 'с Жидиость Жидкость 250 180 З40 190 2% 175 100 65 197 97 180 80,6 880 815 145 170 Вада Метиловый спирт Этиленгликоеь Пропиловый спирт Ивовлиловый спирт Бенвол Ннтробенвол ...
толуилии Хлороеори ...... Этиловый спирт Четырекклорнспей уг- лерод 198 61,5 78,4 78.0 Если исходная температура жидкости 1 меньше 1", критические температуры несколько возрастают. Время испарения небольших капель, находящихся з чисто сфероидальнои состоянии, может б ать рассчитано по обоб.ценнону графику на рас. 12-!2, Краеая спрзвздлнна для мелких капель, близких по форме к сферическим (Л. 12-4), характеризуемых условием Уа (' а, ' ) = 15. Теилоотдача при испарении более круппах наеосок жидкости 15 ( Уе ( ) ( 200 (так назыеаемые плоские сферонды) может рассчитызаться по формулее: (12-14) 1.. а! Толщина сфероида 6 (м), н интервале 15с. Уе( — ~ с.,200 опре- делается из условия 6' †, = 5. Т' а' Прн больших размерах сфероидон пар прорывается через толщу жпдкосюа.
В этом случае хоэффнциент теплоотдачн не зависит от линейного размера и может рассчнтынаться по формуле: а 0)ао ( — ) ( —,) (12-15) Таблица 12.3 Значения игорей КРитической температуры 1„ 2 Дпя раздиЧНЫх жидкостей по опытам, яроведенным с каплямн на воздухе при атмосферном давлении 188 Теплоотдача при испарении, плавлении и загвердевании [ Гл.
13 «Р е 002 ОР4 )]ОО ООВ йн й)2 Р)4 О)В ОИ бег * Рвс. )2-)2. Обобщеввыэ грвфвк явя рвсчетв време«в вся«рек«я мевккх «екель врк Чкета СфЕРОЯВВЛЬВОМ СОСТОЯНИИ (тощ > Гвя 2) с"бт Эта формула проверена в интервале значений 0,2 ( — (2,4. г В формулах (12-14) и (12-15) и на рис. 12-13 Х", с", т" отнесены к средней температуре между температурой поверхности нагрева и температурой насыщенного пара; )те — объем сфероида [м']; П,— диаметр капли; бт = ус — Го — разность температур поверхности нагрева и насыщения.
ГЛАВА ТРИНАЛЦАТАЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧА 'ПРИ ИСПАРЕНИИ, ПЛАВЛЕНИИ И ЗАТВЕРДЕВАНИИ 13-1, Испарительное охлажление жидкости Испарительным охлаждением называется процесс понижения температуры житкости, находящейся в непосредственном контакте с газовой (или парс-газово)) средой, происходя.ци) вследствие следующих трех различных по физической природе процессов [Л, 13-2]: а) теплоотдачи соприкосновением, т. е. переноса тепла теплопроводностью и коняекпией; б) теплоотдачи излучением; в) поверхностного испарения жидкости, т. е. превращения части жидкости в пар и переноса ве,цества (пара) путем диффузии и конвекции.
Испарение со свободной поверхности жидкости при температуре, меныпей чек температура кипения (насыщения), возникает тогда, когда парпиальное давление пара у поверхности жидкости р" [аеа] (принимаемое равным давлению насыщения при температуре этой поверхности) больше парциального давления пара Р„ [огпа] в основной массе (ядре потока) влажной, т. е. содержащей пар, Правовой среды. $13-21 Свойства влажного воздуха 189 где 1 [кг/мт ат час[ — коэРРнциент магсоотдачи, аналогичный по я своему физическому смыслу коэффициенту теплоотдачи в теории теплообмена. Па испарение затрачивается количество теплоты д = гйл [ккад/мзчао[. (13-2) Общее количество теплоты, отдаваемое жидкостью, у=бр+ус (!з-з) где д„ вЂ” тепловой поток, возникающий вследствие теплоотдачи. Знак плюс берегся в том случае, когда температура поверхности жидкости П больше температуры ядра парэ-газовой смеси т,; знак минус — когда 1, л..ге.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
