Теплопередача. Учебник для вузов. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел, 1975 (945106), страница 68
Текст из файла (страница 68)
!3-!З,а). При дальнейшем увеличеннн паросодсрькання н скорости пнркуляции поверхность раздела между паровой и лсндкой фазамн приобретает волновой характер и жидкость гребнями волн периодически смачивает верхнюю часть трубы. С дальнейшим увеличением солержання пара и схорости волновое движение на границе раздела фаз усиливается, что приводит к частичному выбрасыванию жидкости в паровую область.
В результате дв>хфазный поток приобре- тает характер течения, сначала близкий к пробковому, а потом— к кольцевому.. При кольцевом режиме па всему периметру трубы устанавливается движение тонкого слоя жидкостк, в ядре потока перемещается парожидкостнан смесь (рис. 13-13,6). Однако и в этом случае полной осевой симметрии з структуре потока не наблюдается. Рассмотрим характернсгнки двухфазного потока в трубах н каналах. Общий массовый расход смеси жидкости и пара 6 я, кг/с, равен: 6, =6 +6 р.=6 /р; р„= и . Сумма их нааывается объемным расходом смеси: !'»ы=)г +!г .
В отличие от массового расхода объемый расход смеси в общем случае переменеи по длине трубы и может изменяться от значения Рь =6, /р, если на входе движется только жидкость, до величины ]гон=6 /р,ч если на вьгходе течет один пар. Прн полном испарении жидкости объемный расход увеличивается и ры/рк раз. Скорости хтидкостн на входе (к/-0) соответствует скорость циркуляции (12-28). При полном испарении Жидкости скорость ыб пара иа выходе также н ры/р» раэ выше скорости цирьулядии. При няз«их давлениях, когда ры)р», увеличение скорости значительно Поэтому Ю при кипении жидкости зиутрн труб и каналов происходит. значительное ускорение потока по мере узеличепня содержания пара. Объемное расходное паросодержание равно отношению объемного расхода пара к объемному расхолу смеси: !' 1', 1т +1' Величины л и р свяэниы соотношением к — =о /р„— —, ! — к '- ! — р Рис.
!З-13. Структура патока»рк «коек»к ыкккостк»»утри гора»акт»кьооя трубы. — рыоы К р к б— оек!'го:г — » (13-15] 313 и является постоянной велиюп!ой, одинаковой в любом сечении канала. Массовым расходным пар воздержанием называют атлашзние расхода пара к расходу смеси: а г' а (13-1ч) При кипении жидкости, движущейся внутри трубы, величина к может изменяться в общем случае от нуля (движется только жидкость) до едииины (движется талька пяр). Итак, значения Массовых расхадиьпт паросодержаний лежат в пределах Ок 'к(!. Массовым рнсходам 6 и 6» соответствуют объемные расходы (ы'/с]: по которому можно пересчитать х на В и обратно.
Прп х=б значение О=.О; при х=! значение б=1. В остальной области всегда х<О, гак ьак отношение р,!р (1. Прн двюкевии лвухфазного потока плошань поперечного сечении трубы ! частично занята паром )„п частично жидкостью ! . Истинное объемное п ар о с одержан не будет характеризовать вечнчина ((З-!О) Истинные паросодержания имеют больпгое значение для расчета кнпяшнх ядерных реакторов. Истинные скорости жидностн и пара в данном сечении снязапы с величавой гб !т' ! !Π— В' Приведенными скоростями пара и жидкости иазываюгся велжины т', у Название «нривеленныез взято потому, что здесь объемные расходы отнесены (приведены) к полному сеченшо канала Приведенные скорости представляют собой условные вечичины. Сумма приведенных скоростей пара н жидкости карактеризует истинную скорость смеси !' +у ". + .з Разность истинных скоростей фаа наэывакгг скоростью скольжения: ис„=-ю„— ю .
При положительной скорости скольжения пар движется быстрее жидкости. В вертикальных трубах при подъемном движении, а также в горнзонтальных трубах скольжение положительно. Отридатечыгое скольжение имеет место в вертиканьных трубах при опускном движении. Прн эмульснонном н пробковом режимах течения паровая фаза еще достаточно дигпергирована (раздроблена), так что скольжение невелико, если скорости пнркуляции значительны. При стержневом режиме из-за расслоенного течения величины я„, могут быть значительны.
Во всех случзях с увеличением снорости цирьуляпкн относительное скольжение уменьшается. Прн и„,.=.б мм с шы ф= й Итак, истинное объемное паросодержанне м раино расходвому объемному паросолержанию р тогда, котла вотивные скорости движения пара и жидкости совпадают. Найдем энтальпию смеси г, .
Пусть на входе в трубу жидкость имеет температуру насыгцения Т, и энтальпию пасыШения !ч. Если известно, что на участке трубы длиной ! подведено текло в количестве ! 1. то из )равнения теплового баланса Ю= й (!.. !е) определяется энтальпня сыссн г,н в сеченни трубы на расстоянии ! от входа. Полвеленный поток тепла леликом расходуется на парообразо- 314 ванне. Поэтому массовый расход пара в этом сечении определяется уравнением (/.= гб м Лз сравнения последних двух выражений следует, что —;."- =- л =- (13-1У) о, г Эта зависимость покааывает, что относительная звтальпня двухфазного потока (/ь„г -~'-).
нзмереаная в долях теплоты преобразования г, прн кипении жилкостп в тр>бах и каналах равна массовомурасходпому паросодержанию потока в данном сечении. Утверждение верно, если на входе имеется насыщенная жидкость нли дв>хфазная смесь. Если иа входе в трубу жидкость недогрета, то на участках, где /м=/к (/ч (ЭиппсиайэсрпЫЙ уЧаСтОК), Параистр (/,„— Ы)/Г НМЕЕт Отрицательное значенвс. В этом сг>чае ои представлнет собой относитель.ную знтальпню иедогрева потока в данноь~ ссченнн. Следует указать, что в области поверхностного кипения, когда /ь„(1„ несмотря на отрицательное значение этого параметра, в потоке в действительности имеется небольшой расход пара за счет даижеипя кипящего граничного слоя (рве. 13-12). Прн гь„,=г парами р х формально равен нулю, однако в действитсльнск."гн в ядре истока жидкость еще недогрета, тОгда как около поверхности при больших тепловых нагрузкак имеется кипящий граничный слой.
При входе в канал недогретой жндьоспг величина х= (гем — /е)/г совпадает с расишным паросодержанием только для удаленных от входа сечений, где х>0, т. е. в зоне, где вся жндкость достигла температуры насыщенна. Вс Зовнснмость тегглоотдачн от парометра х Теплообмен при кипении в трубах определяется фазовойструктурой нарожидкостной смеси. С увеличением параметра х коэффициент тепло- отдачи повышается, достигая максимальных значений при вссовои Ог//мзе/ оо о -олйаа-оо-ое-цг о ог ае ао аа оо ао аг оо ао Рзе ГЗ-Г4. Завзсиьюсть коэффмшевта текчы гдачэ от параметра к о-ью ° н* п; г-ь.
1о вн '. паросодержании 0,3 — 0,40 (3=0,93>э). Затем он резко снижается, приближаясь к значениям, сгютветствугощим чистом>' пару (рнс. 13-14), и наст>пает область подсыхания с минимальной интенсивностью тепло- отдачи. Область подогрева жалкости соответствует значениям хгн — 0,2, после чего начинается поверхностное, а затеи объемное кнпевие.Максимальные значения коэффвциеита теплоотдачн соответствуют стержнево- 315 му Режпыу объемного кипеюся, в котором толп!ива пленки мсиикости (представляющей основное тепловое сопротивление, кан н прн конвекции Однафазнай жвдкссти) имеет малую толщину, а в ядре потока движется пэр с большой скоростью.
Внешняя поверхность пленки имеет волнистый характер. Вследствие этого капли жидкости срываютсв паром и уносятся в ядро потока. 'По мере увеличения х пленка утончается, волноабразованне н, следовательво, срыв капель прекращаются. При полном испарении пленки происходит резкое падение тепло- отдачи (режим сухой стенки). Паросодержание, которому соответствуют максимальные значения теплоотдзчи, зависит ат сиорости, давленин, физических свойств жидкости и пара и прочих факторов. С повышением скорости паросодертканке, при котором коэффкш1енты теплоотдачн являются наиболыпими, уменьшается. Для определения величины этого паросодержания существуют специальные расчетныв зависимости [Л.
78). Г. Изменение телисературы поверхности и жидкости па длине вертикальной трубы Изменение температуры внутренней поверхности трубы по длине пахалнтся в полном соответствии с интенсивностью теплообмеиа (рнс, 13-12 и 13-14). В области подогрева жидкости 1, когда внутри трубы движется одиофазт '"е""'" ный по к, темпера уры !.
еее †' . , ††. †! и 1,» опновременно растут «и аа ве по ллине трубы. Иа участеее -1- у ", ' ---', — -. [ - -- кепоасрхностного кипения 2 температура стенки усташе — — — навлпвается практически постоянной, а температура жидкости повышается Области 3, 4 и б соответствуют объемному кипению в трубе; температура 1, не изменяется; температура жидкости, достигнув температуры насыщения, практнчесни сохраняется постоянной; щмпературиый напор между стенкой и двухфазным истоком вследствие возрастающих значений коэффициента теплоатчачь сокращается до нескадьинч град)сов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
