Теплопередача (Исаченко В. П. Осипова В. А. А. Сукомел С.) (555295), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Как следует из соотношения глэ 4( = йьюИ = гба = г Римы е (12-хо) в котором теплота переохлажпеиия конденсата не учитывается, средиия скорость пара на вхоле аъц будет: — 4О 4О =г,.и гг «в 112-2)) здесь И и 1 — внутренний диаметр н длина трубы. По мере конденсации пара часть поперечного сечения трубы запалияется конденсатом, причем срелнне скорости пара и жидкой фазы различны. В расчетах удобно оперировать постоянными изаданнымизначениями скорости.
Такой величиной может являться так называемая с к прость циркуляции юч, определяемая следуюшим образом: с ап,„ ю 11 г'' (12.«о) глзлахбгзлюз 3 л у хбгзаюг Р !2.9. Тепле там~а вр«кеваеиетшм «чая«же лара в вези«галь«аа труее; лами«ариев т«чмме алемг««сил««с«т«. конденсация, в конце учашка ионленсации аксиальная скорость пара будет равна нулю.
В то же время расход конденсата адель трубы непрерывно увеличивается и течение конденсата может перейти в турбулентное.При определенных условиях может иметь место и срыв капель с поверхности пленки. Сочетание перечисленных условий делает задачу о теплообмене при конлеисацни нара а трубе очень сложной и затрудаяет строгое и ЮО здесь 6, =6«+6 — суммарный массовый расход пара и ионденсвта.
Скорость юч является условной величиной. Огга равна действительной скорости потока толька в том сечении, где конденсат полностью заполняет поперечное сечение трубы, т. е. где 6, =6 и 6«=0. В зависимости от условий процесса пар может сконленсироваться в трубе как полностью, так и частично.При полной конденсации скорость пара на выходе нз трубы равна нулю н выпар отсутствует. Если труба достаточно длинная и процесс конденсации достаточна интенсивен, то в концевой части трубы все ее сечение может быть заполнено конденсатам. Течение конденсата и пара может быть как ламинарным, так и турбулентным.
Па входе в трубу течение пара «~ожет быть турбулентным. По мере конденсации пара скорость его уменьшается и турбулентиое течение мажет перейти в ламинарное. Если происхолиг полная полное решение. К настоящему времени в этой области имеется миого невыясненных вопросов. В частности, ве ясны границы различных режимов. Многие исходные положении, используемые в теоретических решениях, недостаточно проверены опытами и т. и. Ввипу этого конкретные свелеиия о рассматриваемом процессе и расчетные рекомеидации, которые в дальнейшем приводятся в иастояпсем параграфе, довольно огравичеиы. Л а и и и а р п о е т е ч е п и е и л е и ь и к о п д е н с а т а. На 'рис.
12-9 представлеиы результаты проведенного па кафедре ТОТ МЭИ опытнаго исочедовавия теплоотдачи эри ковдевсации насыщенного водяного пара в вертикальной трубе [Л. 631. Вхол пара сверху. График рис. !2-9 показывает зависимость относительных коэффициентов теплоотдачи п,[ш от гле 1[е «=-В «[!иыг Па ~==йдз[ь и; Ве у 9«х/гмм; е — срелпяя в сечепии х скоропь пара. Фпзаческие параметры пара и конденсата, что соответственно обозначено индексами «п» и «ж», выбирались по температурес яасыщевия.
Коэффипиепты теплоотдачв и являются срелиимн ва сравнительно небольших участках трубы. что в первом приближеяии позволяет считать их месгиыии. Зиачеивя ов«вычислялись по формуле для практически неподвижного пара, коядепсирующегося иа вертикальной стенке. Относительный коэффициент теплгютдачи может быть вычислен по формуле . -г'«н-г»»шг« .
112-Ю) Вид ураввеиия [!2-291 определялгя шоретически при иегсоторых упрощающих предположениях, а постоянные угочвялись по данным опытов с водяным паром примерно атмосферного давления. Числа Вь»« изменялись в опытах от !800 до 1У !0», этому соответствовала скорость пара от 3,6 до 31,6 м[с. Температурный напор изменялся ат 8 до 60 К. При ф(38 расчет можно вести по формулам для пеподвижиого пара Тур Оупен твое течение конденсата. Теплообмен прв турбулентном течеиии пленки конденсата рассматривался в работах [Р!.
10, 91, 121 и дрф В теоретических и экспериментальных исследованиях [Л. !О[ изучалась теплостдача при преобладагощем влиянии сил трения пара. В качесгве основы теоретического исследования была использована авалогия между теплообмеиом и сопротивлепием трения; в результате была получена полуэмпирическая формула, описывагощая местные коэффициенты теплоотдачи: Р 1 и К е э л Р з м / 1 + ( г 1 1 [12.30) l тле х — массовое расходное паросодержаипе в рассматриваемом сечении. Среднее заачение козффициентов тепщютпачи для режима неполной конленсации пара из пароводяной смеси определивши формулой Ки«„=сне~'"Р~~~'--~~/! +х, (~ — 1) + +у/1+ Ф вЂ” 1> )' (12.31) где х, и хз — массовые расходные паросодержания ао входном и выходном сечении рассматриваемого участка трубы: х,=(6 /6, )„и хз= = (6,/6« ) .
Для стальных труб с=0,024, для цепных †с,032 В формулах (12-30) и (12-31) — и и, Хцм= —, 5(п= — ' =!. ' =л.' ичя 40 г! Все физические параметры выбираются. по температуре насыщения. Индексы ж» и «п» но-прежнему обгмначагат, что данная величина язляетси физическим параметром соответственно жидкости и пара. Уравнения (!2.30) и (12-31) получены для общего глучая, когда 1>хг>0 и 1>х«»вО.
В зависимости от значений х, и хз можно выделять частные режимы: а) хг=11 х»=0 — полная конпевсация сухого пара р трубе; б) хг=!; 1>хз>0 — частичная конденсация пара; в) 1>х~>0; х»=0. полная конденсация пара иа пароводяной смеси, поступившей в трубу. При х, ш О формулы (12-30) и (12-31) принимают -'уЩг! (1 Йа рис 12-10 формула (12-31) . сопоставлена с опытны- -+- ~ — +- ма ивиными (Л. 10).
Опытные даииыс получены при йцм >5Х » ХН»'; рг =1; !>х >О; !>х > >О; !ге=1 хх-:8,82 МПа. Вели Кцгщ>5 1Оз, угол на- клона трубы не акааывает влия- «« ния на ингенсивносте теплоогда- г г «з зм шт з чн. Это свидетельствует о преРи. 1з-!о. тс«.сатзччз пав кснаечсачзч обладающем влиянии линамиче»оз»нмо пар» з тагес» уело»язх турах- скош воздействия пара по срав° ен н г «ч«к чае«с»та. нению с силами тяжести. ° -«-~~ и": Π— ""м ""-, Очень сложен процесс тепло- отдачи при нондеисапии в горизонтальных трубах слабо движущегося пара.
когда необхопимо учипзвать и силы тяжести, и силы трения. Эта задача приближенно решалась в (Л. 25) и других работаь. Полученные формулы достаточао слозкны, таь как прихопится учитывать то обстоятшп ство, что конденсат течет как вдоль трубы, так и по ее окружности. При атом режимы течения пара и коиленсзта на различных участках трубы могут быть иеодииа- 282 ковыми.
В то же время отсутствуют данные лля определения границ участков с разлвчпымн режпмамк течения пленки. Все этн особенности процесса существенно затрулпяют получение точных завнснмостей. тзьк таплоовыан пен ппеночноя нондянслцни двнжицягося пала н* гоензонтлльных одиночных таунах н пэчках геэв В 4 12-2 была рассмотрена тсплоотдача при конденсация неподвижного пара на наружной поверхности одиночной горизонтальной трубы. Для промышленной практики важны ланные о теплоотлаче при конденсация движущегося пара. Как показывают теоретические и эксперимевтальные исслелованпя, при двкжущемСя паре тедлоотдача горизонтальной трубы изменяется.
В опытах (Л. 8) насыщенный пар протекал сверху вниз и поперечным потоком омывал горизонтальную трубу. Некоторые результаты опытов представлены на рис. 12-Н в вале эавнснмосги и!пь †-((Йоь йт). Злссь о в опытный коэффициент теплостдачи при конпенсации лвкжущегося пара; оь †коэффицие ~еплоатдачи, вычноаенный па формуле Нуссельта (12-24) для неподвижно~о пара; )(с †-- уыт)т, где ы — срелняя скорость пара в суженном сечении канала; г( — наружный дкаметр трубы. Как следует нз рнс. !2-11, теплоотдача увеличивается 1ю мере увеличения числа Ве . Опыты 12!. 8) проводились прн Р = (0032 .
098)10т Па; и =026 —: 17,6 и/с; й! 0,6 —:!2 К; ((е 46-:864 н среднем объемном содержания воздуха в паре от 0,008 ло 0,0172г. В резуль~ате обобщения опытных данных (Л. 8) была получена формула лли среднего коэффнцнента теплоотдачи: (12-32! Физкческне параметры конденсата, входящие в эту формулу, выби-' раются по температуре насыщения. Из последнего уравнения следует, что прв движущемся паре кгвффнцкент теплоотдачи слабее зависит от температурного напора, чем прн неподвижном: при веволвкжном паре и Ьт-км, прн двнжущемся (12-33) Кондепсацяониые апвараты, как правила, имеют не олпу трубку.
а пучок труб. Трубы в пучке обычно размещаются в шахматной нли ьорндорном порялке (см. Рнс. 9-8). Процессы кандевсацнн па паружнотт поВерхности опкночнай горизонтальной трубы и таких же труб, но собранных в пучок, различны.
В случае чистого пара различие обусловлено двумя факторами: уменьшением скорости пара прн его двкжонви в пучке нз-за частичнОй конденсат!нн н увеличением толщины канденсатной пленки аа счет послелонатгльнога стеканкя конденсата с трубки на трубку. Уменьгпенкс скорости пара по мере его продвижения через пучок приводит к последовательному уменьшению тсплоотдачк прн возрастания номера ряла. К такому же эффекту приводит к сток конденсата 283 т,г Рнс. 12-11. Эаенсныость тэтснтеаьнсго нсаффнанента тенасстдачн а/пь адина аней парню тельной трубы ст ьным Рейнслдщ пара нря р=й,б 16 Па (12 34) здесь и — средней коэффициент теплоотпачи и-га ряда, приведенный к скорости пара и ~емпературному напору в первом ряду труб: аг— средний коэффициент теплаотлачи первого ряда (Л.
19Ц. Если трубный пучок имеет одннаконое сечение по всей его высоте н оар в нем течет сверху вниз, то теплоотдачу можно Я рассчитать, испальзуи формулы (12-32) п ! ~== ††††-+ (12-34). Расчет угложняется тем, что коэффициснт теплоотдачи для каждого горизонтального ряда труб зависит от местных Рнс. Вэ1а течение конденсата значений температурного напора, давления н нучне юрюентааьныт труб.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
