Теплопередача. Учебник для вузов. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел, 1975 (945106), страница 70
Текст из файла (страница 70)
д ше- приложенная к пару со стороны жидкости на границе раздела фаз. Поэтому коэффициент теплоотдачн увш лнчнвается прн увеличении (и р /р„р )в". Тсплоотдача при пленочном кипении зависит от „„,'~р„',, ""„ нелогрсва жидкости относительно температуры насыт - г ч мчч ь щения. Влияние недогрева мало прн малых значе- ниях срвй)/г н, наоборот, велико при значительных 320 перегйепат паровой пленки. Для поддержлння пленочного кипения воды согласно Расчетам минимальное значение паРаметРа сныМ)г~ ~0,01. Для предельного случая, когда нв»ест место сильное переохлаждение жидкости и потоки массм вешества через поверхность раздела фаз малы, рзсчетвая зависимость для теплоотдачи при пленочном Е *БЯ Еи яб пр Р,т, 2,2 а дглсзрпрго»г шыыгд Б рю Ри .Рди Рис.
13-21. Ресиредеаеиие теи ературы »в гонщике слоя перонов пленки при Рг =.1. ,2! М 2 210 1222 И1212 121222 гыр тн рнрд етс Рес !З-га Ргспредетшие скорости по тод попе пероеогп и иогреничного сносе жидкости при птеночнои пилении. ! — Р !Н О 'Н Еы»Ш О.Ь 2 — Р !н о гн о 122-сд»1 2,-1. -О,»б! с бн тбсш т о» и н! 2: тыйн ! ины юет-се. н 2 де и ыы т н»ег — ».б и и ы и О ер-о.т Д Н».
кипении переходит в зависимость лля теплаатдачи без кипения, т. е. для случая конвектнвного тсплоабмена однофазнай жилкости. В случае пленочного кнпения в условиях вынужденной конвекцин учитывается влияние скорости [Л. 183]. 12-2. теплООтдлчд при 1врвелентнОм джтжении пдрОЕОЙ пленки )чар=0,25 Аг,'1'. (13-23) Применительна к пленочному кипению силой, определяюШей движение пара в пленке, является сила, равная й(~ъ» — )ь»). Понтону число Архимеда будет выражаться соотношением А!=ба:Рнг Оа=ду»/т'и. Физнчсскис свойства относятся к средней температуре паронай пленки.
на что указываетиндекс егд. 32! г»-И Для вертикальной стенки более вероятным является не ламииарный, а турбулентный характер движения пленки пара. Выше указывалось ]рис. 13-20, 13-2!), что характер распределения скорости н температуры в пограничном слое при кипении является сходным с соатветствуюшими профилямн в пограничном слое при свободной канвеютнн однафазной жидкости. Поэтому теплоотдачу при пленочном кипении можно представить фермой зависимости, которая применяется при коивекции аднофазнай жидкости.
Г!Ри турбулентном движении паровой пленки средняя теплоотдача описывается зависимостью [Л. 99] Постоянная в зависимости (!3-23) имеет значение 0,25 встедсэвие более интенсивного геплообмепа при кипении по сравнению с кпнвекцией однофааной жидкости, когда постоянная равна 0,15. Пропето гептообмена при турбулентном движении пленки ясяястся автомодельнылг по отношению к геометрической форме и размеран поверхности тецлообмени. Поэтоыу он выпадает из аавнсимости (!3.23). ш-р. кризисы иипиимя А.
Первый кризис кипении Кризисами теплаотдачи при кипении наэываютси процессы, сеязанные с корвиным изменением механизма теплоотдачи. Они наблюдаются в начале перехода пузырькового кипения в пленочное илн в начале обратного перехода от пченочного кипения к пузырьковом!. Во цаогзх тшюообмепных устройствах современной энергетики н ракетной гехнпкц поток теплоты, который должен отнодшься от по.верхности нагрева, является фиксированным и часхо практически ке зависит от температурного режима теплоотдающей поверхности.
Так, теплоподвод к внешней понерхноьти экранных труб, расположенных о топко котслыюго агрегата, определяется в основном за с гет излучения нз топочного просгравства. Падаюпгий лучистый потоь практически не зависит от температуры поверхности труб, попа она существенно ниже температуры раскаленных продуктов сгорания е топке. Лналогич.
ное положение ииеет место в каналах ракетных двигателей, внутри тепловыделяющих элементов (твэлов) активной зоны атомного реактора, где происходит непрерывное выделение тепла всчсдствие ядерной реакции. Поэтому тепловой поток на поверхноспг твэлов также является заданным. Ов является заданныы н в случае аыделеиия теплоты ири протекании через тело электрического тока. Переход от пузырькового к пленочному режиму кипения носит черты кризисного явления, так как в момевт смены режимов кипения наблюдаются внезапное резкое снижение интенсивности теплоотдачи и соцгвьтствуюгцее увеличение теипературы теплоотдаюцгей поверхности (рис.
!3-4). Повышение температуры поверхности в ряде случаев так велико, что кризис кипения сопровождается разрушением (расплавлением или перюкогом) поверхности теплообмена. После д „„ даже при малом увеличении тепловой нагрузки слой паровых п)зыреий превращается в сплошную паровую пленку, которая оттесняет жидкость от поверхности теплообмена. В реэ)аетате этого происходит коренное изменение механизма теплообмена, т.
е. возникает кризис. Обычно кризис кипенна паст) пает раныпе, чем температура поверхности приблизится к температуре предельного перегрева жидкости ', прв которой могут возникать зародыши паровой фазы споитэн.юго происхождения. Это объясняется тем, что прп наличии готовых центров парообразовавия имеет место нарушеггие фазового массообмена н соответственно нарушение устойчивости режима пуаырьковаго кипения. Однако с повышением давления фазовый массообмен у стенки улучшашся, гак как увеличнваегся плотность пара, уыеньшается отрывной ' тем чраттрэ пере рева ииикасги чирчкчэиетск ермаимммихеским «рэкгээ четичыеикымго сосгаиииз, эзиисиеГегч р даз еэи 322 диаметр и, следовательно„уменьшается объемная интенсивность парообразования.
Прн нехватке готовых центров пузырьковое кипение сохраняется до теэ пор, пока не появятся зародьппи спонтанного про. исхождения. Поэтому с увеличением давления тевгпература поверхности, при которой возникает кризис кипения, постепенно приближается к температуре предельного перегрева. На рис. 13-22 приведены линии предельного перегрева ! н насыщения 2 прн разных давлениях Р!р о= =0 5 †: ! прв кипении двуокиси !тлерода [Л. 150!. Точками показаны опытные эиачення температуры поверхности, при которых возникаег кризис кипения. Этн теэшературы првктичегкн соепадшот с температурамвпре- э Х я дельного перегрева жидкости. хр Манспмальнуэа тепловую нагрузку о при пузырьковом кипении аазыв а!от п е р- о о вой критической плотностью теплового потока н обозначают Ч оь гр Для условий кшгення насыщенной жидкости в большом объеме прн свободной копне«ции значения критических ш од хр хн нагрузок зависат от Рода кнпащей жпд- р.тп-э по кости.
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 ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
