Теплопередача (Исаченко В. П. Осипова В. А. А. Сукомел С.) (555295), страница 69
Текст из файла (страница 69)
давления, состояния поверхности, условий ее смахивания, наличия в жпд-' Р . ИШ о"ж '"ь ч х нош птрвреэ жидкости от эоокости примесей н поверхностно-актие- оемм ных добавок. Если размеры поверхности нагрева „„ оой „"„',„'„,' ," т "', „ больше размеров отдельных пузырьков ,о„ пара. то фоРма н Раз~ер теплоотдающей поверхности оказывают малое влияние на значения критических тепловых нагрузок. Практически не оказывает ганже влияния величина уско. рения ноля массовых снл. Температурный напор в момент достижения критической тепловой нагрузки (т.
е. напор, соответствующий точке манснмума на кривой кипения, показанной на рпс. 13-4) называютт критическим температурны и н а вором й!ш Коэффициент теплоотдачн в момент начала кризиса кипения равен: порт=роз!!М и. Н табл. !3-1 привелены характерныс значения критических тепловых потоков и температурных напоров для воды и ряда криогенных жидкостей прн атмосферном давлении. Влияние давления на величины В и, Л!тм н п,о, для вады, кипящей в большом объеме в условвях свободной конвешгии !Л.
1241, показано на рис. !3-23. Наибольшие значения критвческий тепловой поток ив!ест т з езнкз гз"! Кр жт ж о тола!но коньки и и нотр рротм о оорн !перона к!азот ж еэмн! Хою ' з т э ч,.!о-, вт,н* эт„т,„д !же~!во(нюхаю 323 при давлениях примерно бр †бар. Зто составляет около (0,3 —:04]рьа. Лиалогичная картина наблюдается н для других жидкостей. В основу определения первой критической плотности тепгового потока нладется гидродннамическая теория криансов, предложенная С. С.
Кутателадэе (Л. 89). В ней используется представление о кризисе юспення как о процессе. «арактернзующемся чс~сто гидродинамической приро«!... ' . ' ° дой. Кризис вызывается поРм,' 4 " терей динамеческой устойатаас . ' 1 чивости двухфазного потока вследствие того, что пар ! ' отбрасывает жидкость от верхносгн теплообмена.
Условия устойчивости Г 1 ! )! „ граничного двухфазного по— тока определяются взанмоа„ действием кинетической энергии пара, гравитационных сил в двухфазном потоке и сил поверхностного натяжения. Порядок величин динамического напора пара определяется произведеинеи ю'„а,рм порядок гравитационных сил †(р — Р ). где б— средняя толщина возникающего парового слоя, которая связана с поверхностным натяжением через капиллярную постоянную, так как принимается Эг аа с Ю щ аа а |а Р4' га эс а са а а "е- с гг э ас алг г а а ам га юга ма,гю а ю (аи Рас 1З-ЗЭ.
Зсэясамаею а „, Лг т, и„от лассе яея мра «ааеннн аахм е аосиэом еаьеме е тсае веах сэеаошеа кааэекчян. 4=! е/дф — Р ). Возникновение кризиса равмовероятно в люболс месте поверхности теплообмсна н, следовательно, — ам — М~ жйЬ вЂ” = — СОПЭ1. а' й — щ) После введения капиллярной постоянной и йзвлеченяя квадратного корня последняя зависимость принимает вид: мю.
1Р )га (Р— Р.) Используя связь между приведенной скоростью парообразовавня и плотностью теплоного потока ю,э,„— — Р„а/Р г, полУчим следУюшее Расчетное уранмение для первой критической плотности потока тепла. Рмь — Р Р ) йч(Р Р ). (! 3-24) здесь Р„а, измеряется в Вт/м'. Формула (13-24) описывает опытные данные по критическим тепловым потокам для неметаллнческих теплоносителей в усаоввях большого объема при свободной конвекцни жидкости с малой вязкостью. В областях глубокого вакуума н околокрнтичсского давления р„ г, о стремятся к нулю н д„эс †с (рис.
!3-23). Значения постоянной 2=0,13 †: О,!б. Величина й называется критерием устойчивости. Он харащернзует меру отношения энергии динамического потока пара 324 . я знергйи, необхалимой для ускорения частиц жидкости, отбрасываемых от станин, до скорости основного патака. В условиях двухфазного потока при вынужденной конвенции егю величина зависит от скорости [йй 88). Повышение величины д.
ь Вт)м», вызванное недагре»юм жидкости, может бьггь вайпена из зксперимевтвльной зависимости [22 88): д „.=д ~1+0085[' — ')" — — ''1"~, ()З25) справедливой для р= (1ю20) 1О» Па; свйув(г(0,8; рм/(в=45»Р1650; йу =-Уи — 1 — недогрев укндкости до температуры насыщения. ивв /гве 1 д Ув 5Л и, е гв м ь Р г бд ."(д -дд -д,д — ди — дх д лс ци 1 15 5 и 5 Рве 1зиж Зависимость и, ат пврвме р» к врв «зпеввв вазы в труба (р 1,67.1аг пв).
1 — и гаь г-в -вщ з-р гвм в — в -гаь: »- в' зив Лв ° Ь Рве. 13-Зи. Зава»ива» ь 1 и в 'Ьм ат м прв течение в труба в»авреивевога спарт». деру ела»1 ггмтду При кипении жидкости в условиях вывужденнога движения внутри труб и каналов критичесиий тепловой потах, кроме факторов, приведенных више, зав Кит от схаРаети ЦИРКУЛЯЦИИ И ПаРОСО- Шва»» 1 1 „» лержанив. Прн увеличении г, ' ' ':" мт скорости циркуляции жидко- , уиим сти кРитнческий потов Увели- бр(Л чивается (рис. 13-24).
14а рис. 13-25 похавано влияние и — 455 параметра х иа дзм при раз- [- — — ., » личных скоростях жидкости 5 .р —— ва входе в трубу. Из графвка, ' г двм следует, что критический топ-, ) лавой поток уиеньшаегся с ростам х при положительных ш»ачепвях зтога параметра. д жт»51 мудр двв» ста параметра х в положи в ба»»ма»» объеме в лну~ри труд а зввз»зав тельнон области его вначений 1 »рвветр в-а]. УнааЫЕавт На ВЛИИННЕ ПаРО- С В.
а и : ь -1. Х В,В ж образования. Увеличение д.р, по мере роста абгллютных величин параметра х в отрицательной области его аначений отраи»ает влиянве недогрева жидкости. Таким сюра'- зом, переход пузырькового кипения е пленочное возможен каи при 225 атр1щзтельных, так и положптьзьных впаченнах параметра к.
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 дмк 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 пленочном 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 ат ропа жидкости, размеров теплоотаодящей поверхности 1Л.
148)„ давления, ускорения поля сил тяготения, шероховатости поверхности и ряда иных факторов. Для воды при атмосферном давжниа значения ва поверхности гориаонт*льных труб и цилиндров составляют (2 †: 5)10' Вт(мй В зависимоств от диаметра й труб величина й„г пвменяетсн па аакону д,ча ь сжл. Для других вшдкостей экспериментально измеренные значении 4 а в 01 а пряведапы в табл. !3-2. Критическая приведенная скорость пареобрачования юлю=4,р /р,г пропорциональна око(юсти всплываиия больших деформированных пузырей пара, откуда 4 /Р:=- Роьйту — У.)(У* где постоянная с=0,1! —:0,14. (! 3-2б) Ь. Роонооггнол лгогноггь теплового потока !1ри кипении насыщенной жидкости в большом обьеме на позер;ности горизонтальных труб в условиях электраобогрева суилествует средняя по поверхности нагрева тепловая нагрузка, при которой могут устойчиво сосуществовать пленочный режим кипения на Одной части поверхности а пуаырьковый на другой ее части Эта теплоаая нагрузка названа (Л.
148) равновесной (др ь). Если после установления равновесной пагруаки несколько увеличить поток теплоты, то граница раадела рожимов кипения начнет перемещаться в сторону области с пленочным юлпеапем. Через некоторое время на всей поверхности устанавливается пленочный режим кипения. При некотором снижении патока теплоты по сравнению с его равновесным аначением проиаойдет сбратилый процесс н па всей поверхности установится пузырьковый режим кипенна. Величины равновесной нагрузки составляют првмерно ')л первой кРзтлгчеыюй, так что й,рл>4,,>дьрг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
