Теплопередача. Учебник для вузов. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел, 1975 (945106), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Уравнение (12-24) получено прн тех же удрошающих задачу допущениях, что и формула (12-13). Как было сказано ранее, при К>б и Рг>1 можно не учитывать инерционные силы и коииекп<нный переностеича. Перемепносгь физических параметров конденсата меже~ быть учтена ранее введенным мно- жителем ег; при этом физические параметры конденсата, входнщие е формулу (12-24), выбираются из справочных пособий по температуре насыщения.
Для развития волнового течения необходим определенный участок течения протюкеняосгыо в несколько длин волн. Поэтому на трубах не. больших диаметров волновое течение не успевает развиваться. Поправку следует вноднть только тогда, когда лиаметр трубы удовлетворяет следующему соотношению: Д>20(б(р д) (12-25) Формула (12-24) получена цри условии 1,=сопзг.
При де=сопя( коэффициент пропорциональггоеш, равный 0,728, должен быть заменен на 0,093 (Л. 100). ы.з. шпяоовмен пэм пленочнон конденсации двмншщягося пдвд внятен тээв При конденсации в трубах паровой объем ограничен стенками трубы. Трубы могут быть достаточно длинными и в иих может кондеисироваться большое количество пара. Возникает направленное лвижепие пара. причем скорости последнего могут быть, очень велики (до !00 м/с и более). При этом силы трения на гранипе между паром и конлеисатом могут быть значительными. 1(сли направление движения пара совпалает с направлением течении конденсата под действием сил тяжести, то вследствие трении течение пленки убыстряется, толщина ее уменыпается и коэффициент тепло- отдачи увелячивается.
Если направление движения пара противаполозкно направлению течения конденсата, то пленка может замедляться; толщина ее прн этом увеличивается, а теплоотдаче уменьшается. Повышение скорости пара может привести к тому, что пленка будет увлечена паром и частично сорвана с поверхности с~емки. Теплоотдача при этом увеличивается.
В зависимости от величин сил тяжести и сил трения можно различать три основных случая: силы тяжести существенно преобладают над динамическим воздействием пара, и последний можно считать практически неподнижным; подобяого рода задачи были рассмотрены в предыдущем параграфе; силы тяжести и силы динамического воздействия пара на пленку соизмеримы; динамическое воздействие пара яа пленку конденсата преобладает цад силами тяжести; при этом конденсат движется, увлекаемый паром, и теплоотдача практически ие зависит от положения трубы в просграиствс. Конечно.
между этими режимами нет реакой границы. При коиленсации в трубах скорость пара не остается постоянной, так как вдоль течения расхпк пара убывает (на возрастает расход конденсата).Накбольшуто величину скоросп пара имеет на входе в трубу.
Ее среднее значение на входе может быть достаточно просто вычислено, если в трубу втекает сухой насыщенный пар, который полностью конлеисирустся в ией. 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 исследовапиях [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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
